JP2007215244A - Transmission method and transmitter - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communication system (a transmission method and a transmitter) capable of improving the throughput by efficiently using the radio band. <P>SOLUTION: The transmission method adopted by the transmitter in the radio communication system for transmitting data frames to a receiver is characterized in to include the step of : dividing, e.g. one data frame corresponding to a plurality of communication channels; or dividing the data frame corresponding to a plurality of antennas. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、無線LAN標準化規格IEEE802.11に準拠した無線信号を送受する基地局および無線端末に関し、特に、複数の通信チャネルを利用して広帯域化を実現する基地局および無線端末に関する。   The present invention relates to a base station and a wireless terminal that transmit and receive wireless signals compliant with the wireless LAN standard IEEE802.11, and more particularly to a base station and a wireless terminal that realize a wide band using a plurality of communication channels.

以下、従来の無線通信システム(無線LAN通信システム)について説明する。現在、家庭/オフィス向けの高速な無線ネットワークシステムを構築する機器として、米国の無線LAN標準化規格IEEE802.11(非特許文献1参照)で標準化されたIEEE802.11b,IEEE802.11a規格等に準拠した商品が市場に出回っている。   A conventional wireless communication system (wireless LAN communication system) will be described below. Currently, it is compliant with the IEEE802.11b, IEEE802.11a standards, etc., standardized by the US wireless LAN standard IEEE802.11 (see Non-Patent Document 1) as equipment for building high-speed wireless network systems for home / office The product is on the market.

IEEE802.11b規格に準拠した無線LAN(非特許文献2参照)は、2.4GHz帯を使用し、変調方式としてCCK(Complementary Code Keying)を用いて物理的な最大伝送速度が11Mbpsである。また、IEEE802.11a規格に準拠した無線LAN(非特許文献3参照)は、5GHz帯を使用し、変調方式としてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)を用いて物理的な最大伝送速度が54Mbpsである。また、現在、仕様が検討されているIEEE802.11g規格に準拠した無線LANは、2.4GHz帯を使用し、変調方式としてOFDMを用いて物理的な最大伝送速度が54Mbpsである。   A wireless LAN compliant with the IEEE802.11b standard (see Non-Patent Document 2) uses a 2.4 GHz band, and uses CCK (Complementary Code Keying) as a modulation method and has a physical maximum transmission rate of 11 Mbps. In addition, a wireless LAN (see Non-Patent Document 3) compliant with the IEEE802.11a standard uses a 5 GHz band, uses OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) as a modulation method, and has a physical maximum transmission rate of 54 Mbps. In addition, a wireless LAN based on the IEEE802.11g standard, whose specifications are currently being studied, uses the 2.4 GHz band, uses OFDM as a modulation method, and has a physical maximum transmission rate of 54 Mbps.

IEEE802.11(http://standards.ieee.org/getieee802/802.11.html)IEEE802.11 (http://standards.ieee.org/getieee802/802.11.html) IEEE802.11bIEEE802.11b IEEE802.11aIEEE802.11a

しかしながら、上記、従来の無線通信システムにおいては、実際にデータストリームがどの程度の速度で伝送できるかをあらわす実効速度については、物理的な最大伝送速度の半分程度あるいはそれ以下に低下する場合が多い、という問題があった。   However, in the above-described conventional wireless communication system, the effective speed indicating how much the data stream can actually be transmitted is often reduced to about half of the physical maximum transmission speed or less. There was a problem.

具体的にいうと、たとえば、伝送したいデータストリームは、複数のデータパケットに分割され、データパケット毎に、宛先/送信元IPアドレスやパケット長,パケット番号等を含む伝送制御用の情報からなるヘッダ情報および誤り訂正制御用の情報が付加されてIP(Internet Protocol)パケットとして下位レイヤに渡される。また、MAC(Media Access Control)レイヤにおいても、宛先/送信元MACアドレスやフレーム長等を含む伝送制御用の情報からなるヘッダ情報および誤り訂正制御用の情報が付加され、また、場合によってはデータフレームが暗号化され、その暗号解読用の情報が付加されて、物理層に渡される。さらに、物理層では、変調方式やフレーム長等を含む伝送制御用の情報からなるヘッダ情報および同期用プリアンブル等が付加されて送信される。   Specifically, for example, a data stream to be transmitted is divided into a plurality of data packets, and each data packet includes a header composed of transmission control information including a destination / source IP address, a packet length, a packet number, and the like. Information and information for error correction control are added and passed to the lower layer as an IP (Internet Protocol) packet. Also in the MAC (Media Access Control) layer, header information and error correction control information including transmission control information including a destination / source MAC address, a frame length, and the like are added. The frame is encrypted, and decryption information is added to the physical layer. Furthermore, in the physical layer, header information including transmission control information including a modulation scheme, a frame length, and the like, a synchronization preamble, and the like are added and transmitted.

また、基地局および各無線端末は、たとえば、無線フレーム送信に先立って無線チャネルをキャリアセンスし、チャネルの使用中(チャネルビジー)を確認した場合は無線フレームの送信を控え、チャネル未使用(チャネルアイドル)を確認した後に、無線フレームを送信するCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance)と呼ばれるランダムアクセス方式を用いている。そして、該宛先MACアドレスで指定した基地局または無線端末から無線データフレームを正しく受信できたかどうかを示すACK/NACKフレームが返送され、正しく受信できなかった場合にはフレーム再送動作も行っている。   In addition, the base station and each wireless terminal, for example, perform carrier sensing on a wireless channel prior to wireless frame transmission, and refrain from transmitting a wireless frame when confirming that the channel is in use (channel busy) and not using the channel (channel After confirming (idle), a random access method called CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) for transmitting a radio frame is used. Then, an ACK / NACK frame indicating whether or not the radio data frame has been correctly received is returned from the base station or the radio terminal designated by the destination MAC address, and if it cannot be received correctly, a frame retransmission operation is also performed.

したがって、実効速度は、IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g準拠の無線LANの物理的な伝送速度とはならず、伝送系の環境条件にもよるが、半分程度あるいはそれ以下となるのが実状である。   Therefore, the effective speed is not the physical transmission speed of a wireless LAN compliant with IEEE802.11b, IEEE802.11a, or IEEE802.11g, but is about half or less depending on the environmental conditions of the transmission system. Is real.

すなわち、従来のIEEE802.11a,IEEE802.11b,IEEE802.11g規格等に準拠した家庭/オフィス向けの無線ネットワークシステム(無線LAN)においては、たとえば、約20Mbpsの帯域を必要とする高解像度テレビジョンHDTV(High Definition Television)の映像信号のデータストリームの双方向通信を行う場合、実効速度が不足する。   That is, in a conventional home / office wireless network system (wireless LAN) compliant with the IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEEE802.11g standards, etc., for example, a high-definition television HDTV that requires a bandwidth of about 20 Mbps When performing bidirectional communication of a data stream of a video signal of (High Definition Television), the effective speed is insufficient.

また、上記実効速度の不足を解消する方式の一例として、たとえば、広帯域データストリームを送受信する場合に、異なったチャネルで動作する複数の無線ユニットに対してIPパケットを割り振り、それぞれの無線ユニットによる独立制御でIPパケットを送受信する方法(特開2002−135304号公報)が提案されている。しかしながら、IPパケット単位で各無線ユニットに振り分けているために、たとえば、無線ユニット間の変調方式が異なった場合、あるいはIPパケットのサイズが等しくない場合などには、パケットの並び替え等の処理による遅延が発生する、という問題があった。また、無線ユニットの独立制御により隣接チャネルからの漏洩電力がキャリアセンスのしきい値よりも大きくなる現象が発生し、正常に送信できない場合がある、という問題もあった。   In addition, as an example of a method for solving the shortage of the effective speed, for example, when transmitting / receiving a broadband data stream, IP packets are allocated to a plurality of wireless units operating on different channels, and independent by each wireless unit. A method for transmitting and receiving IP packets under control (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-135304) has been proposed. However, since it is distributed to each wireless unit in units of IP packets, for example, when the modulation method between wireless units is different or when the sizes of IP packets are not equal, the processing is performed such as packet rearrangement. There was a problem that a delay occurred. There is also a problem that due to independent control of the wireless unit, the leakage power from the adjacent channel becomes larger than the carrier sense threshold, and transmission may not be performed normally.

また、上記と異なる方式として、1つの無線ユニットがマスタになり、映像伝送等で広帯域の伝送帯域が必要となる場合には、予め割り当てられたチャネルに対応したサブ無線ユニットをスレーブとして動作させ、無線チャネルのアクセス権を獲得し合うための制御信号の送受信をマスタで行い、複数の無線ユニットでIPパケットを送受信する方法も提案されている。しかしながら、上記同様、IPパケット単位で各無線ユニットに振り分けているために、無線ユニット間の変調方式が異なった場合、あるいはIPパケットのサイズが等しくない場合などには、ある無線ユニットでは送信が終了しているにもかかわらず、ある無線ユニットでは送信が終了していないため、受信状態に移行できない、という状況が発生し、一方で、IPパケットを受信している端末では、ある無線ユニットでは送信が終了しているにもかかわらず、ある無線ユニットでは送信が終了していないため、送信状態に移行できない、という状況が発生し、結果として、無線帯域を効率的に利用することができない、という問題があった。   In addition, as a method different from the above, when one wireless unit becomes a master and a wide transmission band is required for video transmission or the like, a sub wireless unit corresponding to a pre-assigned channel is operated as a slave, There has also been proposed a method in which a master transmits and receives control signals for acquiring wireless channel access rights and transmits and receives IP packets by a plurality of wireless units. However, as described above, since transmission is performed to each wireless unit in units of IP packets, transmission is completed in a certain wireless unit when the modulation method between wireless units is different or when the size of IP packets is not equal. In spite of the fact that transmission has not been completed in a certain wireless unit, a situation occurs in which it is not possible to shift to a reception state. On the other hand, in a terminal receiving an IP packet, transmission is performed in a certain wireless unit. In spite of the fact that transmission has not been completed, there is a situation in which a wireless unit has not completed transmission, so it cannot be transferred to the transmission state. As a result, the wireless band cannot be used efficiently. There was a problem.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線帯域を効率的に利用することによってスループットの向上を実現可能な無線通信システム(基地局および無線端末)を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a wireless communication system (base station and wireless terminal) capable of improving throughput by efficiently using a wireless band. .

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる送信方法は、受信機に対してデータフレームを送信する無線通信システムにおける送信機が採用する送信方法であって、1データフレームを複数の通信チャネルに対応させて分割するフレーム割当てステップ、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a transmission method according to the present invention is a transmission method employed by a transmitter in a wireless communication system that transmits a data frame to a receiver, and includes one data frame. A frame allocation step of dividing the frame in correspondence with a plurality of communication channels.

この発明によれば、たとえば、家庭/オフィス内の無線ネットワークにIEEE802.11a,IEEE802.11b,IEEE802.11g規格等に準拠した無線信号を複数の通信チャネルに分配して送信することとした。このとき、MACでは、フレーム全体を分割対象とし、分割後のフレームを各物理層に分配する。これにより、無線帯域を効率的に利用することができるので、従来と比較して大幅にスループットを向上させることができる、という効果を奏する。また、既存の物理レイヤである、IEEE802.11a,IEEE802.11b,IEEE802.11gを利用することができるので、既存のシステムに対して後方互換性を保つことができる、という効果を奏する。   According to the present invention, for example, wireless signals conforming to the IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEEE802.11g standards, etc. are distributed to a plurality of communication channels and transmitted to a home / office wireless network. At this time, in the MAC, the entire frame is a division target, and the divided frame is distributed to each physical layer. As a result, since the radio band can be used efficiently, there is an effect that the throughput can be significantly improved as compared with the conventional case. Further, since IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, and IEEE 802.11g, which are existing physical layers, can be used, there is an effect that backward compatibility can be maintained with respect to an existing system.

以下に、本発明にかかる無線通信システム(基地局、無線端末)の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a wireless communication system (base station, wireless terminal) according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
第1図は、本発明にかかる無線通信システム(家庭/オフィス向けの無線ネットワーク)の構成を示す図である。この無線通信システムは、有線または無線系の外部の通信網を構成するアクセス網と接続するアクセスライン(たとえば、Ethernet(登録商標),xDSL,CATV,FTTH等)との相互接続を行うためのゲートウェイを有する基地局(AP)1と、複数の無線端末(STA)2A,2B,…から構成される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wireless communication system (a home / office wireless network) according to the present invention. This wireless communication system is a gateway for interconnection with an access line (for example, Ethernet (registered trademark), xDSL, CATV, FTTH, etc.) connected to an access network constituting a wired or wireless external communication network. And a plurality of wireless terminals (STAs) 2A, 2B,...

基地局1は、アクセス網と接続する有線または無線系のアクセスラインを終端させ、家庭/オフィス内の無線ネットワークを介して特定の無線端末2A,2B,…へアクセス網からの受信情報を送信する通信ユニットシステム11を備える。そして、この通信ユニットシステム11は、上記アクセスラインを終端させるアクセス系終端ユニット13と、前記アクセス網の信号と家庭/オフィス内の無線端末2A,2B,…の信号との間の信号フォーマットの相互変換を制御する信号インタフェースユニット14(たとえば、ルーター,ブリッジに相当)と、家庭/オフィス内の無線ネットワークにIEEE802.11a,IEEE802.11b,IEEE802.11g規格等に準拠した無線信号を複数チャネル分送受する広帯域無線ユニット15と、アンテナ12−1,12−2,…と、を備える。なお、本実施の形態では、広帯域無線ユニット15に複数のアンテナが接続されているが、これに限らず、1本であってもよい。   The base station 1 terminates a wired or wireless access line connected to the access network, and transmits information received from the access network to specific wireless terminals 2A, 2B,... Via the home / office wireless network. A communication unit system 11 is provided. The communication unit system 11 includes an access system termination unit 13 that terminates the access line, and a mutual signal format between the signal of the access network and the signal of the wireless terminals 2A, 2B,. A signal interface unit 14 (e.g., equivalent to a router or bridge) that controls conversion, and a wireless signal in conformity with the IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEEE802.11g standards, etc., for multiple channels in a home / office wireless network .., And antennas 12-1, 12-2,... In the present embodiment, a plurality of antennas are connected to the broadband wireless unit 15, but the present invention is not limited to this, and one antenna may be used.

また、無線端末2A,2Bは、それぞれパソコン,PDA,テレビジョン受信機のような情報機器本体21A,21Bと、各情報機器本体21A,21Bと基地局1の通信ユニットシステム11との間のデータ送受信を制御する端末ユニットシステム22A,22Bと、を備える。そして、この端末ユニットシステム22A,22Bは、基地局1,他の無線端末の信号と情報機器本体21A,21Bの信号との間の信号フォーマットの相互変換を制御する端末インタフェースユニット24A,24Bと、家庭/オフィス内の無線ネットワークにIEEE802.11a,IEEE802.11b,IEEE802.11g規格等に準拠した無線信号を複数チャネル分送受する広帯域無線ユニット25A,25Bと、アンテナ23A−1,23A−2,…,23B−1,23B−2,…と、を備える。なお、本実施の形態では、広帯域無線ユニット25A,25Bに複数のアンテナが接続されているが、これに限らず、1本であってもよい。また、本実施の形態では、基地局に無線端末が接続される無線通信システムについて示しているが、これに限らず、たとえば、無線端末同士が独自のネットワークを構築し、通信を行うアドホックネットワークについても適用可能である。   The wireless terminals 2A and 2B respectively include information equipment bodies 21A and 21B such as personal computers, PDAs, and television receivers, and data between the information equipment bodies 21A and 21B and the communication unit system 11 of the base station 1. Terminal unit systems 22A and 22B for controlling transmission and reception. And this terminal unit system 22A, 22B is terminal interface unit 24A, 24B which controls the mutual conversion of the signal format between the signal of the base station 1, the other radio | wireless terminal, and the information apparatus main body 21A, 21B, Broadband wireless units 25A and 25B for transmitting and receiving a plurality of channels of wireless signals compliant with the IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEEE802.11g standards, etc. to home / office wireless networks, and antennas 23A-1, 23A-2,. , 23B-1, 23B-2,. In the present embodiment, a plurality of antennas are connected to the broadband wireless units 25A and 25B. However, the present invention is not limited to this, and one antenna may be used. Further, in this embodiment, a wireless communication system in which a wireless terminal is connected to a base station is shown. However, the present invention is not limited to this, for example, an ad hoc network in which wireless terminals establish their own networks and perform communication. Is also applicable.

第2図は、本実施の形態の広帯域無線ユニット15,25の構成を示す図である。この広帯域無線ユニット15,25A,25B(25A,25Bは第2図の25に相当)は、信号インタフェースユニット14または端末インタフェースユニット24A,24Bとの接続のためのホストインタフェースユニット(HostInterface)33と、IEEE802.11規格(a,b,e,f,g,h,i等)に準拠し、かつ本実施の形態を満たすように拡張されたMAC(Media Access Control)32と、IEEE802.11a,IEEE802.11b,IEEE802.11g規格等に準拠した複数の異なったチャネルで動作する複数の物理層(PHY)31(31−1,31−2,31−3,…に相当)と、を備える。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the broadband wireless units 15 and 25 of the present embodiment. The broadband wireless units 15, 25A, 25B (25A, 25B correspond to 25 in FIG. 2) are a host interface unit (HostInterface) 33 for connection with the signal interface unit 14 or the terminal interface units 24A, 24B, A MAC (Media Access Control) 32 that conforms to the IEEE802.11 standard (a, b, e, f, g, h, i, etc.) and is expanded to satisfy the present embodiment, IEEE802.11a, IEEE802 And a plurality of physical layers (PHY) 31 (corresponding to 31-1, 31-2, 31-3,...) That operate on a plurality of different channels conforming to the .11b, IEEE802.11g standards, and the like.

上記MAC32は、IEEE802.11規格(a,b,e,f,g,h,i等)を拡張したものであり、複数チャネル分の物理層を利用しない場合には、IEEE802.11規格(a,b,e,f,g,h,i等)に準拠したものとして動作する。MAC32内のTxControlユニット37では、送信フレームを複数チャネルで送信するためのフレーム分配処理,FCS(Frame Check Sequence)付加,タイムスタンプ付加,バッファからの読み出し制御,バックオフ処理,RTS(Request to Send)フレームやCTS(Clear to Send)フレームやACKフレームの自動作成等の処理を行う。RxControlユニット36では、複数チャネルで受信したフレームの結合処理,FCSチェック,バッファへの書き込み処理,アドレスデコード処理,チャネルステータス処理等を行う。   The MAC 32 is an extension of the IEEE802.11 standard (a, b, e, f, g, h, i, etc.). When the physical layer for a plurality of channels is not used, the IEEE802.11 standard (a , b, e, f, g, h, i, etc.). In the TxControl unit 37 in the MAC 32, frame distribution processing for transmitting transmission frames through a plurality of channels, FCS (Frame Check Sequence) addition, time stamp addition, buffer read control, back-off processing, RTS (Request to Send) Processing such as automatic creation of frames, CTS (Clear to Send) frames and ACK frames is performed. The RxControl unit 36 performs processing for combining frames received by a plurality of channels, FCS check, buffer writing processing, address decoding processing, channel status processing, and the like.

さらに、MAC32は、個々の物理層31とデータおよび制御信号のやり取りを行うために、複数のTransmission(Tx)ユニット34(34−1,34−2,34−3,…に相当)とReception(Rx)ユニット35(35−1,35−2,35−3,…に相当)を持ち、それぞれ対応する物理層に対するプリミティブの発行,データ書き込み処理,データ読み出し処理等を行う。   Further, the MAC 32 exchanges data and control signals with the individual physical layers 31 in order to exchange a plurality of Transmission (Tx) units 34 (corresponding to 34-1, 34-2, 34-3,...) And Reception ( Rx) unit 35 (corresponding to 35-1, 35-2, 35-3,...), Which performs primitive issuance, data write processing, data read processing, and the like for the corresponding physical layer.

したがって、Txユニット34,Rxユニット35が個々のフレームに対して必要な処理を行い、TxControlユニット37,RxControlユニット36がすべてのフレームに対して必要な処理を行う構成となる。   Therefore, the Tx unit 34 and the Rx unit 35 perform necessary processes for individual frames, and the TxControl unit 37 and the RxControl unit 36 perform necessary processes for all frames.

また、ProtocolControlユニット38では、チャネルに対するアクセス権の取得等、CSMA/CAプロトコルに基づいた制御に加え、各チャネルの送信レートの決定,チャネルに対するフレーム分配比の決定,各チャネルに対する送信データ量の決定等の機能を備える。   Further, the ProtocolControl unit 38 determines the transmission rate of each channel, the frame distribution ratio for each channel, and the amount of transmission data for each channel in addition to the control based on the CSMA / CA protocol such as acquisition of access right to the channel. Etc. are provided.

その他には、明記されていないが、送受信バッファ、暗号化ユニット、認証管理ユニットなどを備える。また、各物理層31は、明記されていないが、前記MAC32からの信号を送信信号に変調し、また、受信信号をMAC32への信号に復調するBaseBandユニット、当該BaseBandユニットからの信号,当該BaseBandユニットへの信号を所望の信号へ変換するアップコンバーター/ダウンコンバーター、パワーアンプなどから構成されるRFユニットを備える。   In addition, although not specified, a transmission / reception buffer, an encryption unit, an authentication management unit, and the like are provided. Each physical layer 31 is not specified, but modulates a signal from the MAC 32 into a transmission signal, demodulates a reception signal into a signal to the MAC 32, a signal from the BaseBand unit, the BaseBand It is equipped with an RF unit consisting of an up-converter / down-converter, power amplifier, etc. that convert the signal to the unit into the desired signal.

つづいて、上記無線通信システムの動作について説明する。第3図は、IEEE802.11aに準拠したデータフレームフォーマットを示す図であり、第4図は、複数チャネル(3ch)利用時のフレームフォーマットを示す図である。フレームを複数チャネルに分配して送信する場合には、各チャネルのバースト時間が一定になることを示している。なお、NDBPS(Data bits per OFDM symbol)はIEEE802.11aに明記されており、1OFDM当り送信できるデータビット数を示している。また、本実施の形態においては、説明の便宜上、1OFDMシンボル当たりに送信できるオクテット数をNDOPS(Data octets per OFDM symbol)と規定する(NDOPS=NDBPS/8)。 Next, the operation of the wireless communication system will be described. FIG. 3 is a diagram showing a data frame format compliant with IEEE802.11a, and FIG. 4 is a diagram showing a frame format when using a plurality of channels (3ch). When the frame is distributed to a plurality of channels and transmitted, the burst time of each channel is constant. N DBPS (Data bits per OFDM symbol) is specified in IEEE 802.11a and indicates the number of data bits that can be transmitted per OFDM. In the present embodiment, for convenience of explanation, the number of octets that can be transmitted per OFDM symbol is defined as N DOPS (Data octets per OFDM symbol) (N DOPS = N DBPS / 8).

第3図に示すIEEE802.11aに準拠したデータフレーム(MPDU)40は、MACヘッダ41,LLCヘッダ/SNAPヘッダ42,FrameBody43およびFCS44から構成される。また、OFDM信号50は、MAC32から物理層31にMPDU40が送信された場合、同期用プリアンブル51,送信レートや送信データ長等からなるSIGNAL52,SERVICEフィールドとMPDU40送信部分からなるDATA53、の順で送信されることを示している。ただし、OFDMシンボル間に含まれるガードインターバルや、物理層31での変調によるビットの並び順,ビット数の変化については省略する。   A data frame (MPDU) 40 compliant with IEEE802.11a shown in FIG. 3 includes a MAC header 41, an LLC header / SNAP header 42, a Frame Body 43, and an FCS 44. Further, when the MPDU 40 is transmitted from the MAC 32 to the physical layer 31, the OFDM signal 50 is transmitted in the order of the synchronization preamble 51, the SIGNAL 52 including the transmission rate and the transmission data length, and the DATA 53 including the SERVICE field and the MPDU 40 transmission part. It is shown that. However, a guard interval included between OFDM symbols, a bit arrangement order due to modulation in the physical layer 31, and a change in the number of bits are omitted.

また、第4図は、本実施の形態における複数の物理層31−1,31−2,31−3を用いた場合における、複数のチャネルでMPDU40のフレーム分割状態と、各チャネルの分割後のMPDU40−1,40−2,40−3と、物理層31−1,31−2,31−3におけるOFDM信号50−1,50−2,50−3を示したものである。   FIG. 4 shows the frame division state of the MPDU 40 in a plurality of channels and the division of each channel when a plurality of physical layers 31-1, 31-2, and 31-3 are used in the present embodiment. The MPDUs 40-1, 40-2, and 40-3 and the OFDM signals 50-1, 50-2, and 50-3 in the physical layers 31-1, 31-2, and 31-3 are shown.

なお、本実施の形態では、IEEE802.11で規定されているMACヘッダ41,LLCヘッダ/SNAPヘッダ42,FrameBody43およびFCS44のすべてを分割対象とし、第5図に示すように、MPDU40を、各物理層31−1,31−2,31−3の送信レートに応じてNDOPS単位で前から分割し(図示のMACヘッダ41−1,LLCヘッダ/SNAPヘッダ42−2,FrameBody43−1,43−2,43−3,FCS44−2に相当)、各物理層に対して1OFDMで送信できるデータ単位に渡していく。第5図は、MPDU40の分割/分配方法を示す図である。したがって、第4図では、各物理層におけるOFDM信号50−1,50−2,50−3は、ほぼ同一のバースト時間となる。 In this embodiment, the MAC header 41, LLC header / SNAP header 42, Frame Body 43, and FCS 44 defined in IEEE 802.11 are all targeted for division, and as shown in FIG. In accordance with the transmission rates of the layers 31-1, 31-2, 31-3, it is divided in advance by N DOPS (MAC header 41-1, LLC header / SNAP header 42-2, Frame Body 43-1, 43- 2, 43-3, which corresponds to FCS 44-2), is transferred to each physical layer in a data unit that can be transmitted by 1 OFDM. FIG. 5 is a diagram showing a method for dividing / distributing the MPDU 40. Therefore, in FIG. 4, the OFDM signals 50-1, 50-2, 50-3 in each physical layer have substantially the same burst time.

また、図示はしていないが、ACKフレームはMACヘッダとFCSのみから構成されるため、分割せずに複数チャネルで同一のフレームを送信する。このとき、受信側では、当該ACKフレームを1つでも正常受信できた場合、それをACKフレームとして認識し、ACKフレームの受信失敗によるデータの再送発生を低減させることによって、システムスループットの向上を図る。また、フレーム長が短いRTS/CTS等のコントロールフレーム,フレーム長が短いデータフレーム,マネージメントフレーム等についても、分割せずに同一レートで同一フレームを送信する。このとき、受信側では、当該フレームを1つでも正常受信できた場合、それを送信されたフレームとして認識し、データの再送発生を低減させることによって、システムスループットの向上を図る。また、IEEE802.11a,IEEE802.11b,IEEE802.11g規格等に準拠したシステムに対しては、帯域の予約時間等の通知も同時に行う。   Although not shown, since the ACK frame is composed of only the MAC header and the FCS, the same frame is transmitted through a plurality of channels without being divided. At this time, if at least one ACK frame is successfully received, the receiving side recognizes the ACK frame as an ACK frame, and reduces the occurrence of data retransmission due to failure to receive the ACK frame, thereby improving the system throughput. . Also, control frames such as RTS / CTS with a short frame length, data frames with a short frame length, management frames, etc. are transmitted at the same rate without being divided. At this time, if at least one of the frames can be normally received on the receiving side, the receiving side recognizes it as a transmitted frame and reduces the occurrence of data retransmission, thereby improving the system throughput. In addition, for a system compliant with the IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEEE802.11g standards, etc., notification of bandwidth reservation time and the like is simultaneously performed.

ここで、本実施の形態における分割/分配処理について説明する。ProtocolControlユニット38では、各物理層31−1,31−2,31−3が通信を行う各チャネルの送信レートを決定し、送信フレーム長,各チャネルの送信レート,利用チャネル数等をTxControlユニット37に通知する。   Here, the division / distribution processing in the present embodiment will be described. The ProtocolControl unit 38 determines the transmission rate of each channel with which each physical layer 31-1, 31-2, 31-3 communicates, and sets the transmission frame length, the transmission rate of each channel, the number of channels used, and the like to the TxControl unit 37. Notify

TxControlユニット37では、送信に先立ち各チャネルに対してTXVECTORにて、送信レート,データ長などを指定する必要がある。そのため、TxControlユニット37は、ProtocolControlユニット38からの上記通知を受けて、各チャネルに対して下記分割/分配処理を行う。   In the TxControl unit 37, it is necessary to specify a transmission rate, a data length, and the like with TXVECTOR for each channel prior to transmission. Therefore, the TxControl unit 37 receives the above notification from the ProtocolControl unit 38 and performs the following division / distribution processing on each channel.

以下に、分割/分配処理に必要なDATA部分のオクテット数および各チャネルのデータ長の計算方法を説明する。ここでは、説明の便宜上、3チャネル(物理層31−1:Channel-A,物理層31−2:Channel-B,物理層31−3:Channel-C)の場合について説明する。   Hereinafter, a method for calculating the number of octets of the DATA portion necessary for the division / distribution processing and the data length of each channel will be described. Here, for convenience of explanation, the case of 3 channels (physical layer 31-1: Channel-A, physical layer 31-2: Channel-B, physical layer 31-3: Channel-C) will be described.

たとえば、MACヘッダ,LLCヘッダ,SNAPヘッダ,FrameBody,FCSで構成されるMPDUのサイズをL[octet]、各チャネルの送信レートをRATE(a),RATE(b),RATE(c)[Mbps]、各チャネルの1OFDM当りの送信オクテット数をNDOPS(a),NDOPS(b),NDOPS(c)[octet]、チャネル数をk、と規定すると、MPDUの送信に必要なOFDMシンボル数Nは、以下の(1)式で求められる。 For example, the size of an MPDU composed of a MAC header, LLC header, SNAP header, FrameBody, and FCS is set to L [octet], and the transmission rate of each channel is set to RATE (a), RATE (b), and RATE (c) [Mbps]. If the number of transmission octets per OFDM of each channel is defined as N DOPS (a), N DOPS (b), N DOPS (c) [octet], and the number of channels is defined as k, the number of OFDM symbols necessary for MPDU transmission N is obtained by the following equation (1).

Figure 2007215244
Figure 2007215244

ただし、floor[・]は少数値の切り上げを表し、「フレーム長+k」はTailbitを考慮している。また、RATE(a)≧RATE(b)≧RATE(c)とし、OFDMシンボル数にはBPSK(Binary Phase Shift Keying:R=1/2)で送信されるSIGNALフィールドのシンボル数は含まれていない。また、先頭のOFDMシンボルでは、SERVICEフィールドの2octetによって、他のシンボルよりも2octet分少なくなる。   However, floor [•] represents rounding up of a decimal value, and “frame length + k” takes into account tailbit. Also, RATE (a) ≧ RATE (b) ≧ RATE (c) is satisfied, and the number of OFDM symbols does not include the number of symbols in the SIGNAL field transmitted by BPSK (Binary Phase Shift Keying: R = 1/2). . Also, the first OFDM symbol is 2 octets less than the other symbols due to 2 octets in the SERVICE field.

また、OFDMシンボル数Nの一般式は、下記(2)式のように表すことができる。   Further, the general expression of the number N of OFDM symbols can be expressed as the following expression (2).

Figure 2007215244
Figure 2007215244

したがって、3chの場合のOFDMシンボル数Nは、下記(3)式のように表すことができる。   Therefore, the number N of OFDM symbols in the case of 3ch can be expressed as the following equation (3).

Figure 2007215244
Figure 2007215244

また、各チャネルのフレーム長の計算式は、各チャネルのフレーム長をLENGTH(A),LENGTH(B),LENGTH(C)と規定すると、上記(3)式を用いて、以下の(4)式〜(6)式の様に導くことができる。ただし、送信レートの高い順に(Channel-Aから順に)フレームを割り当てることとする。また、(4)式は、MPDUの最終データがChannel-A内で終わる場合を表し、(5)式は、MPDUの最終データがChannel-B内で終わる場合を表し、(6)式は、MPDUの最終データがChannel-C内で終わる場合を表す。   Also, the calculation formula for the frame length of each channel is as follows. When the frame length of each channel is defined as LENGTH (A), LENGTH (B), LENGTH (C), the following (4) Equations (6) to (6) can be derived. However, frames are allocated in descending order of transmission rate (in order from Channel-A). Equation (4) represents the case where the final data of the MPDU ends in Channel-A, Equation (5) represents the case where the final data of the MPDU ends in Channel-B, and Equation (6) This represents the case where the final data of the MPDU ends in Channel-C.

Figure 2007215244
Figure 2007215244

Figure 2007215244
Figure 2007215244

Figure 2007215244
Figure 2007215244

すなわち、ProtocolControlユニット38が、上記のように、各チャネルで送信するフレーム長を算出し、そして、TxControlユニット37が、上記フレームの分割/分配処理に応じて、FCS付加,タイムスタンプ付加,バッファからの読み出し制御,バックオフ処理等を統合して行う。   That is, as described above, the ProtocolControl unit 38 calculates the frame length to be transmitted in each channel, and the TxControl unit 37 performs FCS addition, time stamp addition, and buffering according to the frame division / distribution processing. Integrated read control, backoff processing, etc.

また、Txユニット34−1,34−2,34−3は、個々の物理層とデータおよび制御信号のやり取りを行うために、各物理層に対するプリミティブの発行,データ書き込み処理等を行う。そして、物理層31−1,31−2,31−3では、各Txユニットからのデータから送信データフレームを作成し、送信する。   The Tx units 34-1, 34-2, and 34-3 perform primitive issuance, data write processing, and the like for each physical layer in order to exchange data and control signals with each physical layer. In the physical layers 31-1, 31-2, and 31-3, a transmission data frame is created from the data from each Tx unit and transmitted.

一方、受信処理では、Rxユニット35−1,35−2,35−3が、物理層31−1,31−2,31−3からのプリミティブ受信、および読み込み処理等を行い、その結果をRxControlユニット36に渡す。RxControlユニット36では、複数チャネルで受信したフレームの結合処理,FCSチェック,バッファへの書き込み処理,アドレスデコード処理,チャネルステータス処理等を統合して行う。また、ACKフレームの送信が必要な場合は、必要に応じてProtocolControlユニット38を通じて返送手続きを行う。   On the other hand, in the reception processing, the Rx units 35-1, 35-2, and 35-3 perform primitive reception and reading processing from the physical layers 31-1, 31-2, and 31-3, and the results are displayed as RxControl. Pass to unit 36. In the RxControl unit 36, processing for combining frames received by a plurality of channels, FCS checking, buffer writing processing, address decoding processing, channel status processing, and the like are performed in an integrated manner. If transmission of an ACK frame is necessary, a return procedure is performed through the ProtocolControl unit 38 as necessary.

なお、本実施の形態では、MPDUの最終データがChannel-Aで終わる場合、Channel-BおよびChannel-CのOFDMシンボル数がChannel-Aより1つ少なくなり、Channel-Bで終わる場合は、Channel-CのOFDMシンボル数がChannel-AおよびChannel-Bより1つ少なくなるが、このような場合は、MAC32から物理層31に引き渡す際に、MAC32が他のチャネルよりも1OFDMシンボルだけ早く終わるチャネルを検出し、そのチャネルに対してPad bitsを付加することで全てのチャネルのOFDMシンボル長を等しくすることができる。また、本実施の形態では、使用チャネルを3チャネルとしたが、チャネル数は任意である。また、1チャネルで使用する場合には、分割および結合手順が必要なくなり、既存のIEEE802.11a,IEEE802.11b,およびIEEE802.11gと同様に動作する。さらに、使用するチャネルは隣接チャネルでなくとも実現可能である。また、本実施の形態における分割/分配処理は、一例であり、各チャネルの送信タイミング,バースト時間が同じになるような式であれば、どのような式であっても構わない。   In this embodiment, when the final data of the MPDU ends with Channel-A, the number of OFDM symbols of Channel-B and Channel-C is one less than Channel-A, and when the data ends with Channel-B, The number of OFDM symbols of -C is one less than that of Channel-A and Channel-B. In such a case, when the MAC 32 is handed over from the MAC 32 to the physical layer 31, the channel ends with one OFDM symbol earlier than the other channels. Can be made equal, and the OFDM symbol length of all channels can be made equal. In this embodiment, three channels are used, but the number of channels is arbitrary. Further, when using with one channel, the dividing and combining procedures are not necessary, and the operation is the same as the existing IEEE802.11a, IEEE802.11b, and IEEE802.11g. Furthermore, the channel to be used can be realized even if it is not an adjacent channel. Further, the division / distribution processing in the present embodiment is an example, and any expression may be used as long as the transmission timing and burst time of each channel are the same.

このように、本実施の形態においては、たとえば、家庭/オフィス内の無線ネットワークにIEEE802.11a,IEEE802.11b,IEEE802.11g規格等に準拠した無線信号を複数の通信チャネルに分配して送信することとした。このとき、MACでは、フレーム全体を分割対象とし、分割後のフレームを各物理層に分配する。これにより、無線帯域を効率的に利用することができるので、従来と比較して大幅にスループットを向上させることができる。また、既存の物理レイヤである、IEEE802.11a,IEEE802.11b,IEEE802.11gを利用することができるので、既存のシステムに対して後方互換性を保つことができる。なお、本実施の形態の処理については、空間的に複数のチャネルを持つMIMOにおいても適用可能である。   As described above, in the present embodiment, for example, wireless signals compliant with the IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEEE802.11g standards, etc. are distributed and transmitted to a plurality of communication channels in a home / office wireless network. It was decided. At this time, in the MAC, the entire frame is a division target, and the divided frame is distributed to each physical layer. As a result, since the radio band can be used efficiently, the throughput can be significantly improved as compared with the conventional case. In addition, since the existing physical layers IEEE802.11a, IEEE802.11b, and IEEE802.11g can be used, backward compatibility with existing systems can be maintained. Note that the processing of this embodiment can also be applied to MIMO having a plurality of spatial channels.

実施の形態2.
先に説明した実施の形態1では、フレーム全体を分割する方法について説明したが、実施の形態2では、フレームの一部を分割する方法について説明する。なお、無線通信システム、基地局および無線端末の構成については、先に説明した実施の形態1の第1図および第2図と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment described above, the method for dividing the entire frame has been described. In the second embodiment, a method for dividing a part of the frame will be described. The configurations of the radio communication system, the base station, and the radio terminal are the same as those in FIGS. 1 and 2 of the first embodiment described above, and thus the same reference numerals are given and description thereof is omitted. .

ここで、実施の形態2の無線通信システムの動作について説明する。なお、本実施の形態では、先に説明した実施の形態1と異なる処理についてのみ説明する。   Here, the operation of the wireless communication system according to the second embodiment will be described. In the present embodiment, only processing different from that of the first embodiment described above will be described.

第6図は、IEEE802.11aに準拠したデータフレームフォーマットを示す図であり、第7図は、複数チャネル(3ch)利用時のフレームフォーマットを示す図である。フレームを複数チャネルに分配して送信する場合には、各チャネルのバースト時間が一定になることを示している。   FIG. 6 is a diagram showing a data frame format compliant with IEEE802.11a, and FIG. 7 is a diagram showing a frame format when using a plurality of channels (3ch). When the frame is distributed to a plurality of channels and transmitted, the burst time of each channel is constant.

本実施の形態では、IEEE802.11で規定されているMACヘッダ41,LLCヘッダ/SNAPヘッダ42,FrameBody43およびFCS44のうち、LLCヘッダ/SNAPヘッダ42,FrameBody43およびFCS44を分割対象とし、MPDU40の分割対象部分を、各物理層31−1,31−2,31−3の送信レートに応じてNDOPS単位で前から分割し(図示のLLCヘッダ/SNAPヘッダ42−1,FrameBody43−1,43−2,43−3,FCS44−2に相当)、各物理層に対して1OFDMで送信できるデータ単位に渡していく。したがって、第7図では、各物理層におけるOFDM信号50−1,50−2,50−3は、ほぼ同一のバースト時間となる。 In the present embodiment, among the MAC header 41, LLC header / SNAP header 42, Frame Body 43, and FCS 44 defined by IEEE 802.11, the LLC header / SNAP header 42, Frame Body 43, and FCS 44 are set as the division targets, and the division target of the MPDU 40 The portion is divided from the front in units of N DOPS according to the transmission rates of the physical layers 31-1, 31-2, 31-3 (LLC header / SNAP header 42-1, Frame Body 43-1, 43-2 shown in the figure). , 43-3, equivalent to FCS 44-2), the data is transferred to each physical layer in units of data that can be transmitted by 1 OFDM. Therefore, in FIG. 7, the OFDM signals 50-1, 50-2, 50-3 in each physical layer have substantially the same burst time.

つづいて、本実施の形態における分割/分配処理について説明する。ここでは、実施の形態1と処理の異なる、DATA部分のオクテット数および各チャネルのデータ長の計算方法について説明する。なお、前述同様、3チャネル(物理層31−1:Channel-A,物理層31−2:Channel-B,物理層31−3:Channel-C)の場合について説明する。   Next, the division / distribution process in the present embodiment will be described. Here, a method for calculating the number of octets in the DATA portion and the data length of each channel, which is different from the processing in the first embodiment, will be described. As described above, the case of three channels (physical layer 31-1: Channel-A, physical layer 31-2: Channel-B, physical layer 31-3: Channel-C) will be described.

たとえば、LLCヘッダ,SNAPヘッダ,FrameBody,FCSで構成されるMPDUのサイズをL[octet]、各チャネルの送信レートをRATE(a),RATE(b),RATE(c)[Mbps]、各チャネルの1OFDM当りの送信オクテット数をNDOPS(a),NDOPS(b),NDOPS(c)[octet]、チャネル数をk、と規定すると、MPDUの送信に必要なOFDMシンボル数Nは、第8図に示すような手順で求める。 For example, the size of the MPDU composed of the LLC header, SNAP header, FrameBody, and FCS is set to L [octet], the transmission rate of each channel is set to RATE (a), RATE (b), RATE (c) [Mbps], and each channel. If N DOPS (a), N DOPS (b), N DOPS (c) [octet] and the number of channels are defined as k, the number of OFDM symbols N required for MPDU transmission is The procedure is as shown in FIG.

ただし、RATE(a)≧RATE(b)≧RATE(c)とし、OFDMシンボル数にはBPSK(R=1/2)で送信されるSIGNALフィールドのシンボル数は含まれていない。また、先頭のOFDMシンボルでは、SERVICEフィールドの2octetによって、他のシンボルよりも2octet分少なくなる。   However, RATE (a) ≧ RATE (b) ≧ RATE (c) is satisfied, and the number of OFDM symbols does not include the number of symbols in the SIGNAL field transmitted by BPSK (R = 1/2). Also, the first OFDM symbol is 2 octets less than the other symbols due to 2 octets in the SERVICE field.

まず、最も送信レートが遅いRATE(c)がMACヘッダを送信し終わるまでに必要なOFDMシンボル数を、下記(7)式のように求める。   First, the number of OFDM symbols required until the RATE (c) with the slowest transmission rate finishes transmitting the MAC header is obtained as in the following equation (7).

Figure 2007215244
Figure 2007215244

つぎに、その期間に他のチャネルで送信されるデータ量を計算する。   Next, the amount of data transmitted on other channels in that period is calculated.

Figure 2007215244
Figure 2007215244

したがって、残りのデータ量は、L−LHEADERとなる。そのため、残りのデータを送信するのに必要なOFDMシンボル数は、下記(9)式となり、さらに、データを送信するために必要なOFDMシンボル数Nの一般式は、下記(10)式となる。 Therefore, the remaining data amount is L-L HEADER . Therefore, the number of OFDM symbols necessary for transmitting the remaining data is represented by the following equation (9), and the general equation for the number N of OFDM symbols necessary for transmitting data is represented by the following equation (10). .

Figure 2007215244
Figure 2007215244

Figure 2007215244
Figure 2007215244

したがって、3chの場合のOFDMシンボル数Nは、下記(11)式のように表すことができる。   Therefore, the number N of OFDM symbols in the case of 3ch can be expressed as the following equation (11).

Figure 2007215244
Figure 2007215244

また、各チャネルのフレーム長の計算式は、各チャネルのフレーム長をLENGTH(A),LENGTH(B),LENGTH(C)と規定すると、上記(11)式を用いて、以下の(12)式〜(14)式の様に導くことができる。ただし、送信レートの高い順に(Channel-Aから順に)フレームを割り当てることとする。また、(12)式は、MPDUの最終データがChannel-A内で終わる場合を表し、(13)式は、MPDUの最終データがChannel-B内で終わる場合を表し、(14)式は、MPDUの最終データがChannel-C内で終わる場合を表す。   Also, the calculation formula for the frame length of each channel is as follows. When the frame length of each channel is defined as LENGTH (A), LENGTH (B), LENGTH (C), the following (12) Equations (14) to (14) can be derived. However, frames are allocated in descending order of transmission rate (in order from Channel-A). Expression (12) represents a case where the final data of the MPDU ends in Channel-A, Expression (13) represents a case where the final data of the MPDU ends in Channel-B, and Expression (14) represents This represents the case where the final data of the MPDU ends in Channel-C.

Figure 2007215244
Figure 2007215244

Figure 2007215244
Figure 2007215244

Figure 2007215244
Figure 2007215244

一方、受信処理においては、Rxユニット35−1,35−2,35−3が、物理層31−1,31−2,31−3からのプリミティブ受信、および読み込み処理等を行い、その結果をRxControlユニット36に渡す。RxControlユニット36では、複数チャネルで受信したフレームの結合処理,FCSチェック,バッファへの書き込み処理,アドレスデコード処理,チャネルステータス処理等を統合して行う。なお、本実施の形態では、各チャネルで受信したフレームの先頭に、MACアドレスが含まれているため、予期しない端末からのフレームに対しては、処理を行わないようにする。また、ACKフレームの送信が必要な場合は、前述同様、ProtocolControlユニット38を通じて返送手続きを行う。   On the other hand, in the reception processing, the Rx units 35-1, 35-2, and 35-3 perform primitive reception and reading processing from the physical layers 31-1, 31-2, and 31-3, and the results are obtained. Pass to RxControl unit 36. In the RxControl unit 36, processing for combining frames received by a plurality of channels, FCS checking, buffer writing processing, address decoding processing, channel status processing, and the like are performed in an integrated manner. In this embodiment, since the MAC address is included at the head of the frame received on each channel, processing is not performed on a frame from an unexpected terminal. If transmission of an ACK frame is necessary, a return procedure is performed through the ProtocolControl unit 38 as described above.

なお、第9図は、IEEE802.11aに準拠したデータフレームフォーマットを示す図であり、第10図は、第8図とは異なる、フレームの一部を分割する方法を示す図である。第10図では、IEEE802.11で規定されているMACヘッダ41−1,41−2,41−3,LLCヘッダ/SNAPヘッダ42−1,42−2,42−3,FCS44−1,44−2,44−3を、それぞれ分割されたFrameBody43−1,43−2,43−3に対して付加する。   FIG. 9 is a diagram showing a data frame format compliant with IEEE802.11a, and FIG. 10 is a diagram showing a method of dividing a part of a frame, which is different from FIG. In FIG. 10, MAC headers 41-1, 41-2, 41-3, LLC header / SNAP headers 42-1, 42-2, 42-3, FCS 44-1, 44- defined by IEEE802.11. 2, 44-3 are added to the divided Frame Body 43-1, 43-2, 43-3, respectively.

このように、本実施の形態においては、たとえば、家庭/オフィス内の無線ネットワークにIEEE802.11a,IEEE802.11b,IEEE802.11g規格等に準拠した無線信号を複数の通信チャネルに分配して送信することとした。このとき、MACでは、フレームの一部を分割対象とし、さらに分割後のフレームに対して分割対象以外のフレームを付加し、その後のフレームを各物理層に分配する。これにより、無線帯域を効率的に利用することができるので、従来と比較して大幅にスループットを向上させることができる。また、既存の物理レイヤである、IEEE802.11a,IEEE802.11b,IEEE802.11gを利用することができるので、既存のシステムに対して後方互換性を保つことができる。なお、本実施の形態の処理については、空間的に複数のチャネルを持つMIMOにおいても適用可能である。   As described above, in the present embodiment, for example, wireless signals compliant with the IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEEE802.11g standards, etc. are distributed and transmitted to a plurality of communication channels in a home / office wireless network. It was decided. At this time, in MAC, a part of the frame is set as a division target, a frame other than the division target is added to the divided frame, and the subsequent frame is distributed to each physical layer. As a result, since the radio band can be used efficiently, the throughput can be significantly improved as compared with the conventional case. In addition, since the existing physical layers IEEE802.11a, IEEE802.11b, and IEEE802.11g can be used, backward compatibility with existing systems can be maintained. Note that the processing of this embodiment can also be applied to MIMO having a plurality of spatial channels.

実施の形態3.
つづいて、実施の形態3の無線通信システムの動作を、図面を用いて具体的に説明する。なお、本実施の形態では、先に説明した実施の形態1および2と異なる処理についてのみ説明する。
Embodiment 3 FIG.
Next, the operation of the wireless communication system according to the third embodiment will be specifically described with reference to the drawings. In the present embodiment, only processing different from the first and second embodiments described above will be described.

第11図は、フレームを複数のチャネルに分割した場合の一例を示す図である。それぞれ矩形は、OFDMシンボルを示しており、フレームの最後には、PHYで付加されるPadビットおよびTailビットが描かれている。しかしながら、第11図の例では、CH1におけるOFDMシンボル数と、CH2およびCH3のOFDMシンボル数と、が異なっているため、前述した実施の形態1および2で示したように、Padビットを付加し、OFDMシンボル数を一致させる必要がある。   FIG. 11 is a diagram showing an example when a frame is divided into a plurality of channels. Each rectangle represents an OFDM symbol, and a Pad bit and a Tail bit added by PHY are drawn at the end of the frame. However, in the example of FIG. 11, since the number of OFDM symbols in CH1 is different from the number of OFDM symbols in CH2 and CH3, a Pad bit is added as described in the first and second embodiments. It is necessary to match the number of OFDM symbols.

そこで、本実施の形態では、第12図に示すように、OFDMシンボル数を一致させる。第12図は、フレームを複数のチャネルに分割した場合の、本実施の形態の一例を示す図である。それぞれの矩形は、OFDMシンボルを示しており、フレームの最後には、PHYで付加されるPadビットおよびTailビットが描かれている。さらに、第12図では、MACからPHYでPadビットを付加したことを示すMACPadが付加され、前述した実施の形態1および2で示したように、OFDMシンボル数が一致している状態を示している。なお、各フレームは、一例として、CH1からCH3の順にOFDMシンボルごとに割り当てられている。   Therefore, in the present embodiment, the number of OFDM symbols is made to coincide as shown in FIG. FIG. 12 is a diagram showing an example of this embodiment when a frame is divided into a plurality of channels. Each rectangle indicates an OFDM symbol, and a Pad bit and a Tail bit added by PHY are drawn at the end of the frame. Further, FIG. 12 shows a state where the MACPad indicating that the Pad bit is added from the MAC to the PHY is added, and the number of OFDM symbols is coincident as shown in the first and second embodiments. Yes. Each frame is assigned to each OFDM symbol in order from CH1 to CH3, for example.

第13図は、IEEE802.11のフレームのServiceフィールドを示す図である。本実施の形態では、現在Reservedとして確保されているService[7:15]に対して、MACPadのON/OFFを示すMAC_PAD_USAGEフィールド,分割番号フィールド,分割総数フィールド,複数CHにおいて同一フレームをコピーしているかどうかを示すCOPYフィールドを割り当てている。なお、各フィールドはどのような順番であってもかまわない。   FIG. 13 is a diagram showing a Service field of an IEEE802.11 frame. In this embodiment, for the Service [7:15] currently reserved as Reserved, the same frame is copied in the MAC_PAD_USAGE field, the division number field, the division total number field, and the plurality of CHs indicating ON / OFF of the MACPad. A COPY field indicating whether or not there is assigned. The fields may be in any order.

第14図は、複数チャネルを使用して通信を行う無線局間の通信状況を示す図である。まず、無線局60では、フレームを分割した際に、第11図に示すように、一部のチャネルにおいてOFDMシンボルがそろわないことが判明した時点で、たとえば、第12図に示すように、MACPadを追加し、データが次のOFDMシンボルにまたがるようにする。その際、送信フレーム内のServiceフィールド内のMAC_PAD_USAGEフィールドにMACPadを付加したことを記載する。また、無線局60では、どのような順序でフレームをチャネルに割り当てたかを示す分割番号フィールド、およびいくつのチャネルを使用して通信を行っているかを示す分割総数フィールド、にそれぞれ必要な情報を書き込み、さらに、複数のチャネルに対して同一のフレームを送信する場合には、COPYフィールドにON/OFF情報を書き込み、その後、生成したフレームを無線局61に対して送信する。   FIG. 14 is a diagram illustrating a communication state between wireless stations that perform communication using a plurality of channels. First, when the radio station 60 divides a frame, when it is found that OFDM symbols are not available in some channels as shown in FIG. 11, for example, as shown in FIG. 12, MACPad To ensure that the data spans the next OFDM symbol. At this time, it is described that MACPad is added to the MAC_PAD_USAGE field in the Service field in the transmission frame. The radio station 60 writes necessary information in a division number field indicating the order in which frames are allocated to channels and a division total number field indicating how many channels are used for communication. Further, when the same frame is transmitted to a plurality of channels, the ON / OFF information is written in the COPY field, and then the generated frame is transmitted to the radio station 61.

なお、本実施の形態では、Serviceフィールド内のReservedフィールドに、MAC_PAD_USAGEフィールド,分割番号フィールド,分割総数フィールド,COPYフィールドを割り当てているが、これに限らず、チャネル毎に、MACまたはPHYにおいてフレームを拡張することとしてもよい。   In this embodiment, the MAC_PAD_USAGE field, the division number field, the division total number field, and the COPY field are allocated to the Reserved field in the Service field. However, the present invention is not limited to this, and a frame in MAC or PHY is assigned for each channel. It may be expanded.

一方、受信側の無線局61では、送信側の無線局60からフレームを受信した場合、MAC_PAD_USAGEフィールド,分割番号フィールド,分割総数フィールド,COPYフィールドを確認する。   On the other hand, when receiving a frame from the transmitting-side radio station 60, the receiving-side radio station 61 checks the MAC_PAD_USAGE field, the division number field, the division total number field, and the COPY field.

なお、COPYフィールドにて、フレームをコピーしている場合には、各チャネルの受信フレームの中から、正常に受信できたフレームを用いて次の動作を行う。また、COPYフィールドにて、フレームが分割して送信されたことを示す場合には、分割番号フィールド,分割総数フィールドに基づいて、分割されたフレームを結合する処理を行う。その際、各チャネルにて通知されたMAC_PAD_USAGEフィールドによって、MACまたはPHYにて追加されたPadビットの情報を検出し、不必要なPadビットを削除する処理を行う。なお、分割総数フィールドに書かれた値よりも、受信したチャネルが少ない場合には、フレームがうまく受信できなかったことを示しているので、エラー処理を行う。   If a frame is copied in the COPY field, the following operation is performed using a frame that has been successfully received from the received frames of each channel. When the COPY field indicates that the frame has been divided and transmitted, processing for combining the divided frames is performed based on the division number field and the total division number field. At this time, the information of the Pad bit added by MAC or PHY is detected by the MAC_PAD_USAGE field notified in each channel, and processing for deleting unnecessary Pad bits is performed. Note that if the number of received channels is smaller than the value written in the total number of divisions field, it indicates that the frame has not been received successfully, and error processing is performed.

このように、本実施の形態においては、送信側が、上記MAC_PAD_USAGEフィールド,分割番号フィールド,分割総数フィールド,COPYフィールドを追加することとした。これにより、各チャネルでどのような形でPadが挿入されているかを正確の検出することができる。また、どのような順序で各チャネルにフレームが割り当てられているかを示す情報が挿入されているため、受信側にて、フレームの結合手順を知ることができる。なお、本実施の形態の処理については、実施の形態1および2にて示した基地局および無線端末に対しても適用可能である。   As described above, in this embodiment, the transmission side adds the MAC_PAD_USAGE field, the division number field, the division total number field, and the COPY field. As a result, it is possible to accurately detect how the Pad is inserted in each channel. In addition, since information indicating in what order the frames are allocated to the respective channels is inserted, the receiving side can know the frame combining procedure. Note that the processing of this embodiment can also be applied to the base station and the wireless terminal shown in Embodiments 1 and 2.

以上のように、本発明にかかる基地局および無線端末は、無線LAN標準化規格IEEE802.11に準拠した無線信号を送受する通信システムに有用であり、特に、複数の通信チャネルを利用して広帯域化を実現する通信システムに適している。   As described above, the base station and the wireless terminal according to the present invention are useful for a communication system that transmits and receives wireless signals compliant with the wireless LAN standard IEEE802.11, and in particular, a wide band using a plurality of communication channels. It is suitable for a communication system that realizes the above.

第1図は、本発明にかかる無線通信システムの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wireless communication system according to the present invention. 第2図は、広帯域無線ユニットの構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the broadband wireless unit. 第3図は、IEEE802.11aに準拠したデータフレームフォーマットを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a data frame format compliant with IEEE802.11a. 第4図は、複数チャネル利用時のフレームフォーマットを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a frame format when a plurality of channels are used. 第5図は、MPDUの分割/分配方法を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an MPDU division / distribution method. 第6図は、IEEE802.11aに準拠したデータフレームフォーマットを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a data frame format compliant with IEEE802.11a. 第7図は、複数チャネル利用時のフレームフォーマットを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a frame format when a plurality of channels are used. 第8図は、フレームの一部を分割する方法を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a method of dividing a part of a frame. 第9図は、IEEE802.11aに準拠したデータフレームフォーマットを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a data frame format compliant with IEEE802.11a. 第10図は、フレームの一部を分割する方法を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a method of dividing a part of a frame. 第11図は、フレームを複数のチャネルに分割した場合の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example when a frame is divided into a plurality of channels. 第12図は、フレームを複数のチャネルに分割した場合の実施の形態3の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of the third embodiment when a frame is divided into a plurality of channels. 第13図は、IEEE802.11のフレームのServiceフィールドを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a Service field of an IEEE802.11 frame. 第14図は、複数チャネルを使用して通信を行う無線局間の通信状況を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a communication state between wireless stations that perform communication using a plurality of channels.

符号の説明Explanation of symbols

1 基地局(AP)
2A,2B 無線端末(STA)
12−1,12−2 アンテナ
13 アクセス系終端ユニット
14 信号インタフェースユニット
15 広帯域無線ユニット
21A,21B 情報機器本体
22A,22B 端末ユニットシステム
23A−1,23A−2,23B−1,23B−2 アンテナ
24A,24B 端末インタフェースユニット
25A,25B 広帯域無線ユニット
31,31−1,31−2,31−3 物理層(PHY)
32 MAC(Media Access Control)
33 ホストインタフェースユニット(Host Interface)
34,34−1,34−2,34−3 Transmission(Tx)ユニット
35,35−1,35−2,35−3 Reception(Rx)ユニット
36 RxControlユニット
37 TxControlユニット
38 ProtocolControlユニット
1 Base station (AP)
2A, 2B wireless terminal (STA)
12-1, 12-2 Antenna 13 Access system termination unit 14 Signal interface unit 15 Broadband wireless unit 21A, 21B Information equipment main body 22A, 22B Terminal unit system 23A-1, 23A-2, 23B-1, 23B-2 Antenna 24A , 24B Terminal interface unit 25A, 25B Broadband wireless unit 31, 31-1, 31-2, 31-3 Physical layer (PHY)
32 MAC (Media Access Control)
33 Host Interface Unit
34, 34-1, 34-2, 34-3 Transmission (Tx) unit 35, 35-1, 35-2, 35-3 Reception (Rx) unit 36 RxControl unit 37 TxControl unit 38 ProtocolControl unit

Claims (4)

受信機に対してデータフレームを送信する無線通信システムにおける送信機が採用する送信方法であって、
1データフレームを複数の通信チャネルに対応させて分割するフレーム割当てステップ、
を含むことを特徴とする送信方法。
A transmission method employed by a transmitter in a wireless communication system for transmitting a data frame to a receiver,
A frame allocation step of dividing one data frame corresponding to a plurality of communication channels;
The transmission method characterized by including.
受信機に対してデータフレームを送信する無線通信システムにおける送信機が採用する送信方法であって、
1データフレームを複数のアンテナに対応させて分割するフレーム割当てステップ、
を含むことを特徴とする送信方法。
A transmission method employed by a transmitter in a wireless communication system for transmitting a data frame to a receiver,
A frame allocation step of dividing one data frame corresponding to a plurality of antennas;
The transmission method characterized by including.
受信機に対してデータフレームを送信する無線通信システムにおける送信機であって、
1データフレームを複数の通信チャネルに対応させて分割するフレーム割当て手段、
を備えることを特徴とする送信機。
A transmitter in a wireless communication system for transmitting data frames to a receiver,
Frame allocating means for dividing one data frame corresponding to a plurality of communication channels;
A transmitter comprising:
受信機に対してデータフレームを送信する無線通信システムにおける送信機であって、
1データフレームを複数のアンテナに対応させて分割するフレーム割当て手段、
を備えることを特徴とする送信機。
A transmitter in a wireless communication system for transmitting data frames to a receiver,
Frame allocation means for dividing one data frame corresponding to a plurality of antennas;
A transmitter comprising:
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