JP2010041596A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フレームの見逃しや誤検出を減らし、フレーム受信性能を向上させる受信方法を実現する。
【解決手段】無線通信装置401がACKフレームを要求するDataフレームを送信した場合には、そのSIFS後に宛先局（無線通信装置402）がACKフレームを送信してくると予想される。このため、通常の電力変化を検出する方法ではなく、ACKフレームが受信されると予想される時点から受信フレームの先頭に付加される既知パターンの一致を検出する処理を開始するようにする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、無線LAN等の無線通信システムに用いられる無線通信装置に係り、特にフレームの先頭を検出する方法に関する。

IEEE 802.11規格に準拠する無線LANシステムにおいては、無線信号は独立なフレームに分けられて送信される。受信側では、予期できないタイミングでフレームが到着しても受信できる状態で待ち受けている必要がある。このようなフレームを受信するためには、フレームの先頭を検出する必要がある。従来の先頭検出方法としては、例えば、異なる２つの期間における信号電力の平均値を求め、それら２つの平均値の差分が予め決められた基準値を超えた時点を立ち上がりと判定する方法がある。特許文献１には、受信信号の電力値の変化及び相関値の変化の２つの方法を使用して、受信信号の先頭を検出するものが記載されている。

無線通信装置で受信される受信信号は、希望波以外の雑音や干渉信号の影響を受けることがある。このような場合においては、実際にフレームが到来しているにも関わらず、それを検出できない「見逃し」や、フレームにではなく、ノイズ等に反応して復調処理を開始してしまう「誤検出」が生じる。例えば、見逃しを回避するためにフレーム先頭検出のための基準値を下げると、雑音等に反応する可能性が高くなるために誤検出が多くなる。一方、誤検出を回避するために基準値を上げると、本来受信すべきフレームの先頭を検出できなくなる可能性が高くなり、見逃しが多くなる。このような見逃しや誤検出は、雑音や干渉信号を含む信号を受信している以上、起こり得る問題である。そして、このような問題は、特許文献１に記載されている方法でも解決するには至っていない。

このように、従来は受信信号の見逃しや誤検出によってフレーム受信を効率よく行えないという問題がある。
特許第３７１５６０６号明細書

本発明は、上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、フレームを待ち受ける際、フレームの見逃しや誤検出を減らし、フレーム受信性能を向上させる受信方法を実現する無線通信装置を提供することである。

本発明の無線通信装置は、MACフレームの送信後または受信後から第１期間が経過するまで待機し、かつ前記第１期間が経過した後から第２期間が経過するまで待機し、前記第１期間が経過した後から前記第２期間が経過するまでの間に、所望の受信信号が到来したか否かを判定する信号到来判定部と、前記信号到来判定部により所望の受信信号が到来したと判定された後に、受信信号の復調動作を開始する復調部とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、フレームを待ち受ける際、フレームの見逃しや誤検出を減らし、フレーム受信性能を向上させる受信方法を実現する無線通信装置を提供することができる。

（MACフレームの構成例）
まず、本発明の実施の形態の説明の前に、本発明の無線通信装置で用いられるMACフレームについて説明しておく。

IEEE 802.11規格の無線LANシステムにおけるMACフレームの構成を図１に示す。MACフレームは、MAC層における受信処理に必要な情報を設定するMAC Header部、フレームの種類に応じた情報（上位レイヤからのデータ等）が設定されるFrame Body部、MAC Header部とFrame Body部が正常に受信できたか否かを判定するために用いるCRC（Cyclic Redundancy Code）が設定されるFCS（Frame Check Sequence）部から構成される。

MAC Header部には、フレームの種類に応じた値が設定されるFrame Controlフィールド、送信待機する期間（NAV：Network Allocation Vector）を示すDuration/IDフィールド、直接の宛先や最終宛先、送信元のMACアドレスを設定する複数のアドレスフィールド（Address1〜Address4）、送信するデータのシーケンス番号やデータをフラグメント化した場合のフラグメント番号を設定するSequence Controlフィールド等が含まれる。なお、Frame Controlフィールドには、フレームの種類を示すTypeフィールド、Subtypeフィールドや、"To DS"フィールド、"From DS"フィールド、モアフラグメント（more fragment）フィールド、及びプロテクト（protected）フレームフィールド、オーダー（order）フィールド等が含まれる。

Typeフィールドに設定されるビット列によって、制御フレーム、管理フレーム、及びデータフレームのうちどのフレームタイプに属するフレームであるかを認識することができる。さらに、Subtypeフィールドのビット列によって、各フレームタイプ内のMACフレームの種類が示される。また、"To DS"フィールドには受信局が無線基地局であるか、無線端末であるかの情報が設定され、"From DS"フィールドには、送信局が無線基地局であるか、無線端末であるかの情報が設定される。More Fragmentフィールドは、データがフラグメント化された場合に、後続するフラグメントフレームが存在するか否かを示す情報を保持する。プロテクトフレームフィールドには、当該フレームがプロテクトされているか否かの情報が設定される。オーダーフィールドには、フレームを中継する際に、フレームの順序を入れ替えてはいけないことを示す情報が設定される。

また、QoS Dataフレームの場合には、QoS ControlフィールドがMAC Header部に付加される。non-QoS Dataの場合には、QoS Controlフィールドは付加されない。QoS Dataフレームであることは、フレームのTypeフィールドによってデータフレームであると認識した場合に、さらにSubtypeフィールドに設定されるビット列を確認することで、QoS Dataかnon-QoS Dataであるかを認識することが可能である。このQoS Controlフィールドには、データのトラフィックに応じた識別子が設定されるTIDフィールド（0〜15までの16種類）や、送達確認方式が設定されるAck policyフィールド等が含まれる。TIDフィールドを確認することでデータのトラフィック種別を認識することができ、またAck policyフィールドを確認することで、そのQoS DataがNormal Ack policyか、Block Ack policyか、それともNo Ack policyで送信されたのかを判別することができる。

次に、本発明を実施の形態により説明する。なお、本発明が適用される種々の実施形態に係る無線LANシステムは、１つの無線基地局と１台以上の無線端末で構成されるインフラストラクチャモードのネットワークを構成する場合でもよいし、無線基地局を介さず無線端末同士が直接通信を行うアドホックモードのネットワークを構成する場合でもよい。あるいは、無線基地局同士が通信を行う無線ディストリビューションシステム（WDS）のネットワークを構成する場合でもよい。また、以下の種々の実施形態で説明する動作において、無線通信装置は無線基地局であっても無線端末であっても適用可能である。

（無線通信装置の構成例）
図２は、本発明の種々の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示すブロック図である。この無線通信装置200は、例えばIEEE 802.11（IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、IEEE 802.11nも含む、以下、同様）に準拠する装置である。アンテナ201は2.4GHz帯や5GHz帯等に送出されたアナログの無線信号を受信する。アンテナ201で受信した受信信号は、無線部202により適切な周波数帯の信号に周波数変換された後、ADC（Analog to Digital Converter、アナログ−デジタル変換）部203によりデジタル信号に変換され、復調部204に入力される。復調部204は、例えばIEEE 802.11に準拠した所定の復調および復号処理を含む受信処理を行い、IEEE 802.11で規定されるMACフレームに変換し、送受信フレーム処理部205へ転送する。

一方、送信処理では、送受信フレーム処理部205がMACフレーム（例えば、Dataフレームや、ACK、CTSといった制御フレーム等）を生成し、変調部206へ転送する。変調部206は、例えば、IEEE 802.11に準拠した所定の変調および符号処理を含む送信処理を行う。その後、DAC（Digital to Analog Converter、デジタル−アナログ変換）部207によりデジタル信号からアナログのベースバンド信号へ変換され、無線部202に入力される。無線部202は、入力されたベースバンド信号を所定の周波数帯（例えば、2.4GHzや5GHz帯等）にアップコンバートし、アンテナ201から無線信号として送出する。

無線通信装置200が受信した信号を復調部204で復調処理を行う際には、最初にフレームが到来したことを検出する。この検出を行うのが信号到来判定部208である。

図３は、図２中の信号到来判定部208が有する機能を模式的に示すブロック図である。ADC部203からのデジタル信号は、電力変化検出部301およびプリアンブル（Preamble）解析部302に入力される。制御部303は、電力変化検出部301およびPreamble解析部302を所望のタイミングで動作させる制御を行なう。例えば、制御部303は、電力変化検出部301が受信信号の電力変化を検出したら、Preamble解析部302に対して動作開始を指示し、動作開始指示を受けたPreamble解析部302は受信信号に所望のPreambleパターンが存在するか否かを解析する。所望のPreambleパターンを検出した場合に、Preamble解析部302は、復調部204に対して受信信号の復調処理を行うように動作開始の指示を行う。

一方、送受信フレーム処理部205から動作開始指示を受けた制御部303は、Preamble解析部302に対して、受信信号に所望のPreambleパターンが存在するかを解析するように指示する。

なお、本実施形態に記載されている内容の処理は、アナログまたはデジタル回路等として実現してもよいし、もしくはCPUによって実行されるソフトウェア等により実現してもよい。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態は、図４に示す無線通信装置401が無線通信装置402に対してACKフレームを要求するDataフレームを送信し、無線通信装置402から返信されるACKフレームを無線通信装置401が受信する場合におけるフレームシーケンスを例に説明する。

（信号到来判定動作）
本実施形態の無線通信装置における信号到来判定動作について、図４のフレームシーケンス図及び図５のフローチャートを用いて以下に説明する。

無線通信装置401、402はそれぞれ、図２に示す構成を有し、送受信フレーム処理部205は送信または受信動作が行われるタイミングと、送信または受信時におけるMACフレームの種類を解析する（図５に示すステップＳ１）。そして、送信または受信イベントが発生した場合に、送信または受信されたフレームが信号到来判定動作を開始する要因となるフレーム種類であるかを判定する（ステップＳ２）。

ここで説明するフレームシーケンスにおいては、無線通信装置401がACKフレームを要求するDataフレームを送信した場合を想定しており、この場合の無線通信装置401によるフレーム送信は、信号到来判定動作を開始する要因となる送信動作である。

ステップＳ２において、信号到来判定動作を開始する要因となるフレーム送信と判定された場合（Yes）には、図４に示すように、Dataフレームが送信された時点（T_tx）からT_s時間（第１期間）が経過するまで待機する（ステップＳ３）。第１の実施形態においてT_s時間は、Data送信後にACKが返信されてくるまでの時間、つまりIEEE 802.11規格ではその時間はSIFS(short interframe space)と規定されており、802.11aでは16μs、802.11b及び802.11gでは10μsである。ここで、送信するDataフレームがACKフレームを要求しているかどうかは、DataフレームのMACヘッダを確認すればよい。MACヘッダ内のTypeフィールドがData Typeを示し、かつSubtypeフィールドがnon-QoS Data subtypeを示す場合にはACKフレームを要求する。また、TypeフィールドがData Typeでありかつ、SubtypeがQoS Data subtypeを示す場合、そのMACフレームはQoS Dataフレームである。このQoS Dataフレームの場合には、MACヘッダ内のQoS ControlフィールドにおけるAck policyフィールドを確認し、Ack policyフィールドがNormal Ack policyを示すとき、ACKを要求していることを意味する。

T_s時間が経過した後、送受信フレーム処理部205は、信号到来判定部208に対して信号到来判定の動作開始を指示する（ステップＳ４）。その動作開始指示は、信号到来判定部208における制御部303が受理する。この場合、制御部303はPreamble解析部302に受信信号と既知のPreambleパターンとの相関をとるように指示する（ステップＳ５）。ここで、IEEE 802.11規格の無線LANにおいて無線媒体に送出されるフレームは、図４のフレームシーケンスのACKフレームのように、Preamble、PHY header、MAC frame（ACK）で構成される。このように無線信号の先頭にはPreambleが付加されている。このPreambleは、ある周期を有し、送信側及び受信側の無線通信装置で既知のパターンが所定数結合された形態を有する。また、PHY headerには、変調方式、符号化率やMAC frame長等のMAC frameを復調処理するために必要なパラメータが既知のフォーマットで設定される。MAC frameは、MAC層（図２中の送受信フレーム処理部205に相当）からPHY層（同、図２中のADC部203、復調部204、変調部206、DAC部207に相当）に転送されたMACフレームが、IEEE 802.11規格で規定された変調を施した状態で構成される。

このように、受信信号がIEEE 802.11規格で規定されたフレームであるならば、既知のPreambleパターンがある周期で所定の回数だけ繰り返されているため、ある期間（T_e）だけ受信信号と既知のPreambleパターンとの相関をとる（ステップＳ６）。

T_eの期間（第２期間）が経過した後、受信した信号が所望のフレームであるかを判定する（ステップＳ７）。このとき、Preamble解析部302が受信信号を所望のフレームであると判定した場合には、その旨を制御部303に通知する。通知を受けた制御部303は受信信号の復調を行うように復調部204へ動作開始の指示を行う（ステップＳ８）。

ステップＳ７において、所望のフレームではないと判定した場合には、通常待機動作モードへ移行する（ステップＳ９）。ここで、通常待機動作モードとは、例えば異なる２つの期間における信号電力の平均値を求め、それら２つの平均値の差分が予め決められた基準値を超えるか否かを電力変化検出部301が監視するモードのことを指す。

以上のように、無線通信装置401がACKフレームを要求するDataフレームを送信した場合には、そのSIFS後に宛先局（無線通信装置402）がACKフレームを送信してくると予想される。このため、通常の電力変化を検出する方法ではなく、ACKフレームが受信されると予想される時点から受信フレームの先頭に付加される既知パターンの一致を検出する処理を開始するようにする。これにより、所望のフレームを受信したときに生じる電力変化を検出できずに受信フレームを見逃してしまうことや、ノイズ等による電力変化によって受信フレームと誤って検出してしまうことを回避することが可能となる。

従来は、所望のフレームを検出できずに見逃しが生じる、あるいは、所望でない無線信号を受信すべきフレームと誤って検出してしまうことがあり、受信処理を効率よく行うことができない。これに対し、本実施形態では、所望のフレームが受信されると予想される時点から受信処理を開始させることにより、受信性能を向上させることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、無線通信装置401が無線通信装置402からACKフレームの返信を要求しないDataフレームを受信する場合におけるフレームシーケンスを説明する。

802.11無線LAN規格におけるフレームシーケンスの１つとして、図６に示すように、DataフレームをSIFS間隔で送信する場合がある。なお、図６においては、無線通信装置402がData601を送信し、そのSIFS後にData602を送信する場合を示しているが、SIFS間隔で送信するDataフレームは２個でなくてもよく、３個以上送信してもよい。

図６において、無線通信装置401は、Data601を受信した場合に、その受信されたData601が信号到来判定動作を開始する要因となるフレーム種類であるかを判定する。このフレームシーケンスにおいては、無線通信装置401は、ACKフレームを要求しないDataフレームを受信したと判定することになる。このData601受信により、無線通信装置401は、そのSIFS後にデータフレームが送信されることを予想する。したがって、このData601受信は、信号到来判定動作を開始する要因となる受信動作である。

無線通信装置401がData601を受信した後、図６に示すように、Data601を受信した時点（T_rx）からT_s時間（第１期間）が経過するまで待機する。なお、無線通信装置401がData601を受信する際の先頭検出方法としては、従来と同様に、例えば、異なる２つの期間における信号電力の平均値を求め、それら２つの平均値の差分が予め決められた基準値を超えた時点を立ち上がりと判定する方法、受信信号の電力値の変化及び相関値の変化の２つの方法を使用する方法を用いることができる。ここで、無線通信装置401が送信するDataフレームがACKフレームを要求していないことは、DataフレームのMACヘッダを確認すればよい。MACヘッダ内のTypeフィールドがData Typeでありかつ、SubtypeがQoS Data subtypeを示す場合、そのMACフレームはQoS Dataフレームである。このQoS Dataフレームの場合には、MACヘッダ内のQoS ControlフィールドにおけるAck policyフィールドを確認し、Ack policyフィールドがNo Ack policyに設定されているとき、ACKフレームを要求していないことを意味する。

T_s時間が経過した後の受信処理は、第１の実施形態の場合と同様であるため、その説明は省略する。

第２の実施形態の無線通信装置によれば、第１の実施形態の無線通信装置と同様の効果が得られる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、無線通信装置401が無線通信装置402からのACKフレームを要求するDataフレームを受信する場合におけるフレームシーケンスを説明する。

802.11無線LAN規格におけるフレームシーケンスの１つとして、図７に示すように、DataフレームとACKフレームの交換をSIFS間隔で行う場合がある。なお、図７においては、無線通信装置402がData701を送信し、そのSIFS後に無線通信装置401がACK710を送信し、さらにそのSIFS後に無線通信装置402がData702を送信する場合を示している。この場合、ACK710のSIFS後に送信するData702は、ACKフレームを要求するDataフレームであっても、ACKフレームを要求しないDataフレームであってもよい。また、SIFS間隔で行うData送信は、３回以上であってもよい。

図７において、無線通信装置401は、Data701を受信した場合に、その受信されたData701が信号到来判定動作を開始する要因となるフレーム種類であるかを判定する。このフレームシーケンスにおいては、無線通信装置401は、ACKフレームを要求するDataフレームを受信したと判定することになる。したがって、このData701受信により、無線通信装置401は、そのSIFS後にACK710を送信し、その送信した後、SIFS経過した後に、さらにデータフレームが送信されると予想する。したがって、ACK710送信が、信号到来判定動作を開始する要因となる送信動作となる。

無線通信装置401がData701を受信し、ACK710を送信後、図７に示すように、ACK710を送信した時点（T_tx）からT_s時間（第１期間）が経過するまで待機する。ここで、送信するDataフレームがACKフレームを要求することは、DataフレームのMACヘッダを確認すればよく、その方法については第１の実施形態において記載した通りである。

T_s時間が経過した後の受信処理は、第１の実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

第３の実施形態の無線通信装置によれば、第１の実施形態の無線通信装置と同様の効果が得られる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態では、無線通信装置401が無線通信装置402に対してフレーム送信権を与える意味のフレームを送信した後、無線通信装置402からのDataフレームを無線通信装置401が受信する場合におけるフレームシーケンスを説明する。

802.11無線LAN規格におけるフレームシーケンスの１つとして、図８に示すように、無線通信装置401が無線通信装置402に対してフレームの送信権を与えるフレーム（例えば、QoS CF-Pollフレーム）を送信することで、そのQoS CF-Pollフレームを受信した無線通信装置402は一定の期間（例えば、2msec）、フレーム（例えば、Dataフレーム）を送信することができるシーケンスがある。

図８において、無線通信装置401がPoll801（ここでは、QoS CF-Pollフレームを意味する）を送信し、それを受信することで送信権を得た無線通信装置402がSIFS後に、Data810及びData811を送信する場合を示している。なお、この場合、Poll801を受信したSIFS後に無線通信装置402は、３回以上Data送信してもよい。また、それらのDataは、ACKを要求するフレームであっても、ACKを要求しないフレームであってもよい。

図８において、無線通信装置401は、Poll801を送信した場合に、その送信したPoll801が信号到来判定動作を開始する要因となるフレーム種類であるかを判定する。このフレームシーケンスにおいては、無線通信装置401は、無線通信装置402に送信権を与えるフレームを送信したと判定することになる。したがって、このPoll801送信により、無線通信装置401は、そのSIFS後にデータフレームが送信されると予想する。したがって、Poll801送信が、信号到来判定動作を開始する要因となる送信動作となる。

無線通信装置401がPoll801を送信した後、図８に示すように、Poll801を送信した時点（T_tx）からT_s時間（第１期間）が経過するまで待機する。ここで、送信したフレームがQoS CF-PollフレームであることはそのフレームのMACヘッダを確認すればよい。MACヘッダ内のTypeフィールドがData Typeでありかつ、SubtypeがQoS CF-Poll subtypeを示す場合、そのMACフレームはQoS CF-Pollフレームである。

T_s時間が経過した後の受信処理は、第１の実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

第４の実施形態の無線通信装置によれば、第１の実施形態の無線通信装置と同様の効果が得られる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態では、無線通信装置402が無線通信装置401に対して、一定時間経過後にDownlinkフレームを送信するタイミング情報を含むフレームを送信した後、その一定時間後に無線通信装置402がDataフレームを無線通信装置401に送信する場合におけるフレームシーケンスを説明する。

802.11無線LAN規格におけるフレームシーケンスの１つとして、図１０に示すように、無線通信装置402が無線通信装置401に対して、一定時間経過後にDownlinkフレームを送信することを示す情報を含むフレーム（例えば、PSMP（Power Save Multi Poll）フレーム）を送信するプロトコルがある。その場合、そのPSMPフレームを送信した無線通信装置402は一定時間後（例えば、500μsec）に、特定の期間内（例えば、1msec）でフレーム（例えば、Dataフレーム）を送信するシーケンスがある。

図１０において、無線通信装置402はAction1001（ここでは、Actionフレームを意味する）を送信することで、無線通信装置402はそのAction1001に含まれるタイミング情報に設定された時間（Downlink Start Offset）後にDataフレームを一定期間（Downlink Duration）送信することを宣言する。そのAction1001を受信した無線通信装置401は、Downlink Start Offset後に、Data1010およびData1011が無線通信装置402から送信されることを認識する。なお、このAction1001は、例えば、図９に示すMACフレームフォーマットで構成される。

図９におけるMACヘッダ内のType、Subtypeのビット列からActionフレームであることを認識することができる。

このActionフレームにおいては、Frame Body内に、CategoryおよびActionフィールドが含まれており、この２つのフィールドによって、そのActionフレームがどのような情報を含むフレームであるかを特徴づけることができる。例えば、MACフレームの種類がActionフレームの場合に、Categoryフィールドに「７」が設定され、Actionフィールドに「２」が設定されたときには、フレーム送信のタイミング情報を含むフレームであると規定する。そのように規定することで、図９に示すFrame Body901の構成を例とすると、Actionフィールドの後には、Downlink Start Offsetフィールド及びDownlink Durationを含むことがわかる。

このような規定を予め決めておくことで、Action1001を受信した無線通信装置401は、Data1010およびData1011が送信されるタイミングを認識することができ、それらのフレームを受信することが可能となる。

図１０において、無線通信装置401は、Action1001を受信した場合に、その受信したAction1001が信号到来判定動作を開始する要因となるフレーム種類であるかを判定する。このフレームシーケンスにおいては、無線通信装置401は、フレーム送信のタイミング情報が含まれるフレームと判定することになる。したがって、このAction1001受信により、無線通信装置401は、そのフレームに含まれるDownlink Start Offset後にデータフレームが送信されると認識する。したがって、Action1001受信が、信号到来判定動作を開始する要因となる送信動作となる。

無線通信装置401がAction1001を受信した後、図１０に示すように、Action1001を受信した時点（T_rx）から、Downlink Start Offsetフィールドにより規定されたT_do時間（第１期間）が経過するまで待機する。

T_do時間が経過した後の受信処理は、第１の実施形態におけるT_s時間が経過した後の受信処理と同様であるため、その説明は省略する。

また、Action1001のFrame Body内の構成は、図９に示すFrame Body902の構成のように、Uplink Start Offsetフィールドと、Uplink Durationフィールドが含まれる形式であってもよい。ActionフレームがFrame Body902を有する場合、さらにUplinkトラフィックの送信タイミングの設定をすることができ、無線通信装置401は、Action1001を受信した後から、Uplink Start Offsetだけ経過した後にフレーム（図１１ではData1020）を送信することが可能である。この場合では、無線通信装置402がAction1001を送信した後、図１１に示す、Action1001を送信した時点（T_rx）から、Uplink Start Offsetフィールドで規定されたT_uo時間（第１期間）が経過するまで待機する。

T_uo時間が経過した後の無線通信装置401における受信処理は、第１の実施形態におけるT_s時間が経過した後の受信処理と同様であるため、その説明は省略する。

第５の実施形態の無線通信装置によれば、第１の実施形態の無線通信装置と同様の効果が得られる。

（第６の実施形態）
第１の実施形態から第５の実施形態までは、フレーム送受信のイベントが発生してから、次のフレームの受信までの時間は、SIFSもしくは、特定の時間に生じる場合であった。

第６の実施形態においては、次のフレーム受信までの時間が決まっていない場合の受信処理方法を説明する。

802.11無線LAN規格においては、フレームの送受信イベントが起きてから、SIFS時間が経過した後は、SlotTimeと呼ばれる時間で区切られたどこかでフレームが送信されることが決まっている。ここで、SlotTimeは、802.11aでは9μsecであり、802.11bでは20μsecであり、802.11gでは、9μsecまたは20μsecとなっている。

802.11における規定では、フレームを送信する権利を得るために、Backoff手順を行う必要がある。このBackoff手順では、例えば、DIFS(=SIFS+2*SlotTime)時間が経過した後、複数のSlotTimeだけ時間が経過したときに、どの無線通信装置も送信していないと判定した場合には、自局がフレームを送信することができる。この場合のSlotTimeの回数は、それぞれの無線通信装置において、０〜ｎまでの一様乱数により決定される（ｎは０以上の整数）。

このような送信手順を行うので、図１２に示すように、フレーム送受信のイベントが発生してからSIFS時間が経過した後で、SlotTime周期毎に、ある期間（T_e、T_eはSlotTime以下の値）（第２期間）だけ受信信号と既知のPreambleパターンとの相関をとる処理を行うことで、Data1201の先頭検出を行うことができる。

このとき、SlotTime周期毎によるフレーム先頭検出をＮ回（Ｎは１以上の正の整数）だけ繰り返し実行する。このＮは、例えば、ｎ／２と決定することでもよい。

なお、SlotTime周期で、T_eの期間に行うフレーム先頭検出の処理は、第１の実施形態に記載した処理手順と同様であるため、ここでは説明を省略する。

第６の実施形態の無線通信装置によれば、第１の実施形態の無線通信装置と同様の効果が得られる。

（第７の実施形態）
第１の実施形態から第６の実施形態に記載されるフレーム先頭検出動作は、無線通信時において常に実行されるように設定されていてもよいが、ある特定の条件が成立した場合に、この検出動作を有効にするように用いてもよい。

この場合における特定の条件は、例えば、受信するフレームのパケットエラーレート（PER）が50％を超えた場合、復調部が受信処理を開始したがPHYヘッダを検出できなかった確率が50％を超えた場合、自局が送信するフレームを再送する確率が60％を超えた場合、予め設定されたMACスループット値（例えば、10Mbps）以下になった場合等に用いることにする。その条件が成立しない場合では、第１の実施形態で説明した通常待機動作モードで動作することにする。

この第７の実施形態を実現するための無線通信装置の構成例を図１３に示す。図１３に示す無線通信装置200が、図２に示す無線通信装置と異なる点は、統計情報部209が付加されたことである。統計情報部209は、受信フレームのパケットエラーレート（PER）、自局が送信するフレームを再送する確率、MACスループット値の情報を収集する。

例えば、PERの場合では、フレームを受信したことと、受信したフレームのうちFCSエラーとなったことを送受信フレーム処理部205から通知してもらう。その情報を元に、統計情報部209でPERを算出し、予め設定された基準値（例えば、50％）と比較し、基準値を超えた場合には、統計情報部209が信号到来判定動作を実施するように、送受信フレーム処理部205に指示する。

第７の実施形態によれば、統計情報部209が信号到来判定動作を実施するように、送受信フレーム処理部205に指示した後は、第１の実施形態の無線通信装置と同様の効果が得られる。

IEEE 802.11に規定されるMACフレームを示す図。 第１乃至第６の各実施形態に係る無線通信装置の構成例を示すブロック図。 図２の無線通信装置内の信号到来判定部が有する機能を模式的に示すブロック図。 第１の実施形態に係るフレーム交換図。 第１の実施形態を説明するためのフローチャート。 第２の実施形態に係るフレーム交換図。 第３の実施形態に係るフレーム交換図。 第４の実施形態に係るフレーム交換図。 第５の実施形態に係るActionフレームを示す図。 第５の実施形態に係るフレーム交換図。 第５の実施形態に係るフレーム交換図。 第６の実施形態に係るフレーム交換図。 第７の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示すブロック図。

符号の説明

200…無線通信装置、201…アンテナ、202…無線部、203…ADC（アナログ−デジタル変換）部、204…復調部、205…送受信フレーム処理部、206…変調部、207…DAC（デジタル−アナログ変換）部、208…信号到来判定部、209…統計情報部、301…電力変化検出部、302…プリアンブル（Preamble）解析部、303…制御部。

Claims (5)

1. MACフレームの送信後または受信後から第１期間が経過するまで待機し、かつ前記第１期間が経過した後から第２期間が経過するまで待機し、前記第１期間が経過した後から前記第２期間が経過するまでの間に、所望の受信信号が到来したか否かを判定する信号到来判定部と、
   前記信号到来判定部により所望の受信信号が到来したと判定された後に、受信信号の復調動作を開始する復調部
   とを具備したことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記MACフレームを生成すると共に、前記復調部の復調信号が供給され、この復調信号に含まれるMACフレームを解析する送受信フレーム処理部をさらに具備し、
   前記MACフレームの受信後に前記送受信フレーム処理部でMACフレームが解析された後から、前記信号到来判定部は前記第１期間が経過するまで待機する動作を開始することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記信号到来判定部は、前記第１期間が経過した後に、前記第２期間が経過するまで待機する動作をＮ回（Ｎは１以上の正の整数）繰り返して行い、Ｎ回目の第２期間の経過待機時で前記第２期間が経過するまでの間に、所望の受信信号が到来したか否かを判定することを特徴とする請求項１または２記載の無線通信装置。
4. 前記第１期間は、前記送受信フレーム処理部によって解析されたMACフレームに含まれるフレーム送信予告時間情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
5. 前記信号到来判定部の判定動作を有効にするための条件が予め設定され、この設定された条件が成立した場合に前記信号到来判定部の判定動作を有効にする信号到来判定制御部をさらに具備したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の無線通信装置。

Images