JP2011015443A

JP2011015443A - 無線ｌａｎシステム

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Publication number: JP2011015443A
Application number: JP2010226765A
Authority: JP
Inventors: Kimihiko Imamura; 公彦今村; Taiichiro Nakajima; 大一郎中嶋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2025-04-28
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Abstract

【課題】パケットの衝突を回避し、本来の伝送速度を維持することができる高速な無線ＬＡＮシステムを提供する。
【解決手段】ｌｅｇａｃｙ端末で使用される第１の周波数帯域よりも広帯域の第２の周波数帯域を使用するＨＴ端末に適用される送信機であって、第２の周波数帯域におけるすべての周波数を使用して、占有信号としてのｌｅｇａｃｙビーコン、ｌｅｇａｃｙＣＴＳを送信した後、ＨＴシーケンスを開始する。これにより、ｌｅｇａｃｙ端末においてＮＡＶが設定され、ｌｅｇａｃｙ端末からパケットが送信されることが無くなる。その結果、パケットの衝突が回避され、ＨＴ端末間で本来の伝送速度で通信を行なうことが可能となる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、無線媒体を占有する信号を送信する無線ＬＡＮシステムに関する。

従来から、１１Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度を有するＩＥＥＥ８０２．１１ｂ（以下、「１１ｂ」と略称する。）の規格に準拠する無線ＬＡＮシステムに加え、最大で５４Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度を有するＩＥＥＥ８０２．１１ａ（以下、「１１ａ」と略称する。）規格に準拠する無線ＬＡＮシステムが提案されている。さらに、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂとＩＥＥＥ８０２．１１ａとを足し合わせた特徴を有するＩＥＥＥ８０２．１１ｇ（以下、「１１ｇ」と略称する。）が提案されている。以下、これらの規格に基づく無線ＬＡＮシステムにおけるアクセスポイントおよびステーションの双方を「ｌｅｇａｃｙ端末」、ｌｅｇａｃｙのアクセスポイントを「ｌｅｇａｃｙＡＰ」、ｌｅｇａｃｙのステーションを「ｌｅｇａｃｙＳＴＡ」と呼称する。

近年、無線ＬＡＮにおいて１００Ｍｂｉｔ／ｓクラスの高速化が求められている。その達成手法の一つとして、ｌｅｇａｃｙ端末のｎ倍（ｎは自然数）の周波数帯域を使用することにより、伝送速度を向上させる手法が提案されている。以下、このような高速伝送を行なう無線ＬＡＮシステムにおけるアクセスポイントおよびステーションの双方を「ＨＴ（ＨｉｇｈＴｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）端末」、ＨＴのアクセスポイントを「ＨＴＡＰ」、ＨＴのステーションを「ＨＴＳＴＡ」と呼称する。図４０では、ＨＴ端末は、ｌｅｇａｃｙ端末が使用する周波数帯域ｆ１を含み、ｌｅｇａｃｙ端末の、例えば、３倍の帯域幅を有する周波数帯域ｆｈを使用する。現在、このようにＨＴ端末とｌｅｇａｃｙ端末とが同一の周波数帯域を用いて通信を行なうこと、すなわち、異なる無線ＬＡＮシステムの共存が検討されている。

従来、同一の周波数帯域を用いて、異なる無線ＬＡＮシステムが共存する例として、１１ｂのシステムと１１ｇのシステムとの共存がある。この無線ＬＡＮシステムは、図４１に示すような構成を採る。すなわち、１１ｇのアクセスポイント１００が、１１ｇのステーション１０１、および１１ｂのステーション１０２の双方を制御する。

このような構成の場合、図４２に示すように、１１ｇのステーション１０１は、データフレームをＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）による変調方式で送信することにより、高速伝送が可能となるが、１１ｂのステーション１０２は、ＯＦＤＭ信号が１１ｂの信号ではないことから他のシステムからの干渉信号と認識してしまう。そして、信号レベルによっては、１１ｂのステーション１０２が、データフレームをＣＣＫ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＣｏｄｅＫｅｙｉｎｇ：相補符号変調）による変調方式で送信してしまう場合がある。このような場合は、パケットの衝突が起こり、スループットが低下してしまう。

このため、図４３に示すように、１１ｇのステーション１０１が、ＯＦＤＭ信号を送信する前に、１１ｂのステーション１０２および図示しないＩＥＥＥ８０２．１１（以下、「１１」と略称する。）のステーションで復調可能なＤＳＳＳ（ＤｉｒｅｃｔＳｅｑｕｅｎｃｅＳｐｒｅａｄＳｐｅｃｔｒｕｍ）による変調方式でＣＴＳ（ＣｌｅａｒＴｏＳｅｎｄ：受信完了を通知する信号）を送信する。これにより、１１ｂのステーション１０２および図示しない１１のステーションに対して、ＮＡＶ（ＮｅｔｗｏｒｋＡｌｌｏｃａｔｉｏｎＶｅｃｔｏｒ：仮想的キャリアセンスによる送信抑制）を設定し、衝突を回避している。

ここで、ＣＴＳのフレームフォーマットは、図４４に示す構成を採る。すなわち、ＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）ヘッダとしてのフレーム制御部１０３、デュレーション部１０４、および受信機アドレス１０５と、ＦＣＳ（ＦｒａｍｅＣｈｅｃｋＳｅｑｕｅｎｃｅ）部１０６とから構成されている。このようなＣＴＳを受信した他の端末は、デュレーション部１０４に記されている区間においてＮＡＶを設定して送信抑制をする。これにより、衝突が回避される。

また、１１ｂのステーション１０２が先に送信している場合にも、１１ｇのステーション１０１は、１１ｂのステーション１０２の送信信号を復調し、または認識することができるため、衝突を回避することができる。すなわち、図４５に示すように、１１ｇのステーション１０１は、１１ｂのステーション１０２から送信されたデータフレーム（ＣＣＫ）を復調（または認識）し、衝突が生じないようにバックオフを設定し、その後にＯＦＤＭ信号を送信する。

堀哲、他４名、「システム容量に基づいた無線ＬＡＮ高速化の検討」、２００２年電子情報通信学会総合大会Ｂ−５−２５０松江英明、他１名、「８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」、ＩＤＧジャパン、２００３年ＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１１ｇ−２００３

ここで、ＨＴＡＰが、ＨＴＳＴＡと通信をする場合、図４６に示すように、一定の間隔で送信される報知信号としてのビーコン（ＨＴｂｅａｃｏｎ）、制御フレーム（ＨＴ制御ｆｒａｍｅ）、データフレーム（ＨＴデータｆｒａｍｅ）のすべてをＨＴ伝送、つまりｌｅｇａｃｙ端末より広い周波数帯域を用いて通信を行なうことが考えられ、これにより高速伝送が実現される。以下、図４６に示す一連の手順を「ＨＴシーケンス」と呼称する。なお、図中の下向きの矢印は、ＨＴＡＰからＨＴＳＴＡへの信号の送受信、上向きの矢印は、ＨＴＳＴＡからＨＴＡＰへの信号の送受信を示す。また「ＨＴＡＣＫ」は、「ＨＴ制御ｆｒａｍｅ」または「ＨＴＤＡＴＡｆｒａｍｅ」に対する受信完了を確認するための信号を示している。

しかしながら、図４７に示すように、ＨＴ端末１１０〜１１２と、ｌｅｇａｃｙ端末１１３、１１４とが、同一の周波数帯域で通信を行なう場合には、相互に他の端末からの送信信号を認識することができない。このため、ＨＴ端末１１０〜１１２およびｌｅｇａｃｙ端末１１３、１１４は、他の端末からの送信信号を他のシステムからの干渉信号と認識してしまい、パケットの衝突が頻発する。その結果、スループットが低下してしまう。すなわち、ｌｅｇａｃｙ端末同士、およびＨＴ端末同士の間での通信速度が大幅に低下してしまうという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、パケットの衝突を回避し、本来の伝送速度を維持することができる高速な無線ＬＡＮシステムを提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するため、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明に係る送信機は、第１の無線通信システムで使用される第１の周波数帯域よりも広帯域の第２の周波数帯域を使用する第２の無線通信システムに適用される送信機であって、前記第１の無線通信システムと互換性を有し、前記第２の無線通信システムが無線媒体を占有する旨を前記第１の無線通信システムに対して通知する占有信号を発生する占有信号発生部と、前記第２の周波数帯域におけるすべての周波数を使用して前記占有信号を送信した後、前記第２の無線通信システムにおける通信を行なう送信部と、を備えることを特徴としている。

このように、占有信号が第１の無線通信システムと互換性を有するので、第１の無線通信システムに対して占有信号を認識させ、第２の無線通信システムが占有する旨を通知することができる。また、第２の周波数帯域におけるすべての周波数を使用して占有信号を送信した後、第２の無線通信システムにおける通信を行なうので、第１の無線通信システムに対して送信抑制をさせて無線媒体を占有した上で第２の無線通信システムの通信を行なうことができる。これにより、パケットの衝突が回避され、スループットの低下を防止することができる。その結果、第２の無線通信システムにおける本来の伝送速度で通信を行なうことが可能となる。

（２）また、本発明に係る送信機では、前記占有信号発生部は、前記占有信号に対して、前記第２の無線通信システムが無線媒体を完全に占有する期間を指定する情報を付加し、前記送信部は、前記期間内で無線媒体を占有して前記第２の無線通信システムにおける通信を行なうことを特徴としている。

このように、第２の無線通信システムが無線媒体を完全に占有する期間を指定するので、その期間内では第１の無線通信システムが情報を送信してしまうことを防止することができる。これにより、パケットの衝突が回避され、スループットの低下を防止することができる。その結果、第２の無線通信システムにおける本来の伝送速度で通信を行なうことが可能となる。

（３）また、本発明に係る送信機では、前記占有信号発生部は、前記占有信号に対して、前記第２の無線通信システムが無線媒体の一部の期間を占有する情報を付加し、前記送信部は、前記情報に基づいて前記一部の期間内で無線媒体を占有して前記第２の無線通信システムにおける通信を行なうことを特徴としている。

このように、無線媒体の一部の期間を占有することにより、他の一部において第１の無線通信システムが通信を行なう期間を確保することが可能となる。従って、第２の無線通信システムが無線媒体を占有する間は、第１の無線通信システムでは送信抑制がなされてパケットの衝突が回避され、第２の無線通信システムにおけるスループットの低下が防止される。一方、第２の無線通信システムが無線媒体を占有しない間は、第１の無線通信システムが通信を行なうことができるので、第１および第２の無線通信システムの共存が可能となる。

（４）また、本発明に係る送信機では、前記第２の周波数帯域は、帯域幅が前記第１の周波数帯域のｎ倍（ｎは自然数）であることを特徴としている。

このように、第２の無線通信システムで使用する周波数の帯域幅が、第１の周波数帯域のｎ倍（ｎは自然数）であるので、第１の無線通信システムよりも伝送速度を向上させることが可能となる。

（５）また、本発明に係る送信機では、前記占有信号発生部は、占有信号に相当する送信データを所定のシンボル単位でｎ回（ｎは自然数）繰り返して出力するシンボル繰り返し部を備えることを特徴としている。

このように、占有信号に相当する送信データが所定のシンボル単位でｎ回（ｎは自然数）繰り返して出力されるので、この出力信号を、周波数信号から時間信号に変換することによって、占有信号を周波数軸に沿って積み重ねた信号を送信することが可能となる。すなわち、第２の無線通信システムでは、第１の無線通信システムで使用される周波数帯域のｎ倍の帯域幅を有する周波数帯域が使用されるため、第１の無線通信システムと互換性を有する占有信号をｎ回繰り返すことによって、第２の無線通信システムが使用する周波数帯域のすべての周波数において占有信号を送信することができる。これにより、第１の無線通信システムに対して無線媒体を占有したことを確実に認識させて送信抑制を確実に行なわせることが可能となる。その結果、パケットの衝突が回避され、スループットの低下を防止することができ、第２の無線通信システムにおける本来の伝送速度で通信を行なうことが可能となる。

（６）また、本発明に係る送信機では、前記占有信号発生部は、前記占有信号を間欠的に送信することを特徴としている。

このように、占有信号を間欠的に送信するので、占有信号を送信する場合は、第２の無線通信システムで無線媒体が占有され、第１の無線通信システムでは送信抑制がなされてパケットの衝突が回避され、第２の無線通信システムにおけるスループットの低下が防止される。一方、占有信号を送信しない場合は、第２の無線通信システムで無線媒体が占有されないので、第１の無線通信システムで通信が可能となる。これにより、第１および第２の無線通信システムの共存が可能となる。なお、ここでいう「間欠的」とは、一定の時間間隔をおいて占有信号を送信したりしなかったりすることを意味する。例えば、一定時間内に報知信号を３回送信することとする。そのうち、報知信号の最初から２回については占有信号を併せて２回送信し、報知信号の最後の一回に対しては占有信号を送信しないようにする。また、報知信号の最初の一回に対しては占有信号を送信せずに、残りの２回の報知信号と共に占有信号を２回送信するようにしても良い。

（７）また、本発明に係る送信機では、前記送信部は、前記第２の無線通信システムで通信を行なう期間が開始する旨を通知する開始信号、または前記第２の無線通信システムで通信を行なう期間が終了する旨を通知する終了信号のうち、少なくとも前記開始信号を送信することを特徴としている。

このように、少なくとも開始信号が送信されるので、第２の無線通信システムの受信機は、通信を行なう期間が開始したことを明確に把握することができる。また、終了信号を送信することにより、第２の無線通信システムの受信機は、開始からの時間を測定することなく、通信を行なう期間が終了したことを明確に把握することが可能となる。受信側で上記期間の開始と終了が明確に把握されるので、第２の無線通信システムが無線媒体の一部の期間を占有する占有期間を変化させるシステムの構成を容易にすることが可能となり、第１および第２の無線通信システムの共存が可能となる。

（８）また、本発明に係る送信機では、前記占有信号発生部は、前記第２の無線通信システムで前記占有信号を認識するための識別情報を前記占有信号に付加することを特徴としている。

このように、第２の無線通信システムで占有信号を認識するための識別情報を占有信号に付加するので、占有信号が、第１の無線通信システムに対して無線媒体を占有する旨を通知するために送信されたことを第２の無線通信システムの受信機で認識することができる。これにより、第２の無線通信システムの受信機では、占有信号の後に送信されてくるデータが第２の無線通信システムに対して送信されたものであるかどうかを判断することができる。判断の結果、占有信号の後に送信されてくるデータが第２の無線通信システムに対して送信されたものである場合は、そのデータを復調する一方、占有信号の後に送信されてくるデータが第２の無線通信システムに対して送信されたものでない場合は、受信動作を停止させる。これにより、不要な動作を行なわなくて済むようになり、消費電力の節約が可能となる。

（９）また、本発明に係る送信機では、前記占有信号発生部は、入力信号の中心周波数を予め定められた周波数に変換し、周波数変換した信号を出力する少なくとも一つの周波数変換部と、前記入力信号および前記周波数変換部から出力された信号を加算する加算部と、を備えることを特徴としている。

このように、入力信号の中心周波数を予め定められた周波数に変換して入力信号を加算するので、周波数方向に見た場合に、複数並んだ無線信号を生成することができる。これにより、第１の無線通信システムが使用する各周波数帯域を第２の無線通信システムが占有する旨をそれぞれ通知することが可能となる。

（１０）また、本発明に係る受信機は、第１の無線通信システムで使用される第１の周波数帯域よりも広帯域の第２の周波数帯域を使用する第２の無線通信システムに適用される受信機であって、請求項３記載の送信機から受信した占有信号の１／ｎを切り出して出力する間引回路と、前記間引回路から入力される信号を復調して受信データを出力する復調部と、を備えることを特徴としている。

このように、受信した占有信号の１／ｎを切り出して出力するので、送信機におけるシンボル繰り返し回路によりｎ回繰り返された占有信号から一つの占有信号を得ることができる。これにより、必要最低限の占有信号を復調することができる。

（１１）また、本発明に係る受信機は、第１の無線通信システムで使用される第１の周波数帯域よりも広帯域の第２の周波数帯域を使用する第２の無線通信システムに適用される受信機であって、請求項７記載の送信機から受信した前記開始信号に基づいて、前記第２の無線通信システムが無線媒体を占有する期間の開始を判定する開始判定部と、前記期間が開始してから経過する時間を測定する測定部と、前記期間の開始から経過する時間および前記開始信号に基づいて、前記期間の終了を判定する終了判定部と、前記期間の開始および終了の判定結果を通知するための信号を出力する制御部と、を備えることを特徴としている。

このように、開始信号に基づいて、第２の無線通信システムが無線媒体を占有する期間の開始を認識し、上記期間が開始してから経過する時間を測定し、上記期間の開始から経過する時間および第２の無線通信システムにおいて一定の間隔で送信される報知信号に基づいて、上記期間の終了を認識するので、受信側で第２の無線通信システムが無線媒体を占有する期間を確実に把握することが可能となる。受信側で上記期間の開始と終了が明確に把握されるので、第２の無線通信システムが無線媒体の一部の期間を占有する占有期間を変化させるシステムの構成を容易にすることが可能となり、第１および第２の無線通信システムの共存が可能となる。

（１２）また、本発明に係る受信機は、第１の無線通信システムで使用される第１の周波数帯域よりも広帯域の第２の周波数帯域を使用する第２の無線通信システムに適用される受信機であって、請求項７記載の送信機から受信した前記開始信号に基づいて、前記第２の無線通信システムが無線媒体を占有する期間の開始を判定する開始判定部と、請求項７記載の送信機から受信した前記終了信号に基づいて、前記期間の終了を判定する終了判定部と、前記期間の開始および終了の判定結果を通知するための信号を出力する制御部と、を備えることを特徴としている。

このように、開始信号および終了信号によって、第２の無線通信システムが無線媒体を占有する期間の開始と終了を受信側で確実に把握することが可能となる。受信側で上記期間の開始と終了が明確に把握されるので、第２の無線通信システムが無線媒体の一部の期間を占有する占有期間を変化させるシステムの構成を容易にすることが可能となり、第１および第２の無線通信システムの共存が可能となる。

（１３）また、本発明に係る受信機は、第１の無線通信システムで使用される第１の周波数帯域よりも広帯域の第２の周波数帯域を使用する第２の無線通信システムに適用される受信機であって、請求項８記載の送信機から受信した前記占有信号に基づいて前記識別情報を認識する認識部と、前記識別情報が認識された場合、受信した信号の復調を行なって受信データを出力する一方、前記識別情報が認識されなかった場合は、受信動作を停止する受信部と、を備えることを特徴としている。

このように、識別情報を認識するので、占有信号の後に送信されてくるデータが第２の無線通信システムに対して送信されたものであるかどうかを判断することができる。すなわち、識別情報を認識した場合は、占有信号の後に送信されてくる信号が第２の無線通信システムに対して送信されたものであると判断することができるので、その信号を復調する。一方、識別情報を認識しない場合は、占有信号の後に送信されてくる信号データが第２の無線通信システムに対して送信されたものでないと判断できるので、受信動作を停止させる。これにより、不要な動作を行なわなくて済むようになり、消費電力の節約が可能となる。

（１４）また、本発明に係るアクセスポイントは、上記のいずれかに記載の送信機を備えることを特徴としている。

これにより、パケットの衝突が回避され、スループットの低下を防止することができる。

（１５）また、本発明に係るステーションは、上記の受信機を少なくとも一つ備えることを特徴としている。

これにより、受信側で上記期間の開始と終了が明確に把握されるので、第２の無線通信システムが無線媒体の一部の期間を占有する占有期間を変化させるシステムの構成を容易にすることが可能となり、第１および第２の無線通信システムの共存が可能となる。

（１６）また、本発明に係る無線ＬＡＮシステムは、上記のアクセスポイントと、上記のステーションと、から構成されることを特徴としている。

これにより、パケットの衝突が回避され、スループットの低下を防止することができる。また、第１および第２の無線通信システムの共存が可能となる。

本発明によれば、占有信号が第１の無線通信システムと互換性を有するので、第１の無線通信システムに対して占有信号を認識させ、第２の無線通信システムが占有する旨を通知することができる。また、第２の周波数帯域におけるすべての周波数を使用して占有信号を送信した後、第２の無線通信システムにおける通信を行なうので、第１の無線通信システムに対して送信抑制をさせて無線媒体を占有した上で第２の無線通信システムの通信を行なうことができる。これにより、パケットの衝突が回避され、スループットの低下を防止することができる。その結果、第２の無線通信システムにおける本来の伝送速度で通信を行なうことが可能となる。

ＨＴＳＴＡの送信機のブロック図である。ｌｅｇａｃｙＳＴＡの送信機のブロック図である。ＨＴＡＰの送信機のブロック図である。ＨＴＡＰの送信機のシンボル繰り返し装置のブロック図である。ＨＴＡＰの送信機が送信する信号を示す図である。ＨＴＡＰの送信機が送信する信号を示す図である。ＨＴＳＴＡの受信機のブロック図である。ＨＴＳＴＡの受信機のブロック図である。ＨＴＳＴＡの受信機の間引回路のブロック図である。ＨＴＡＰがｌｅｇａｃｙＡＰに対して送信抑制を行なう様子を示す図である。ＨＴ端末とｌｅｇａｃｙ端末とが混在した場合にパケットが衝突する様子を示す図である。ＨＴＡＰが送信するデータの構成を示す図である。ＨＴＡＰが送信するデータの構成を示す図である。ＭＡＣフレームフォーマットを示す図である。ＭＡＣフレームフォーマットを示す図である。ＨＴＡＰが送信するデータの構成を示す図である。ＨＴＡＰが送信するデータの構成を示す図である。ＨＴＡＰが送信するデータの構成を示す図である。ＨＴＡＰが送信するデータの構成を示す図である。ＨＴＡＰが送信するデータの構成を示す図である。ＨＴＡＰが送信するデータの構成を示す図である。ＨＴＡＰが送信するデータの構成を示す図である。ＨＴＡＰが送信するデータの構成を示す図である。ＨＴＡＰが送信するデータの構成を示す図である。ＨＴＡＰおよびｌｅｇａｃｙＡＰが送信するデータの構成を示す図である。ＨＴＡＰおよびｌｅｇａｃｙＡＰが送信するデータの構成を示す図である。ＨＴＡＰおよびｌｅｇａｃｙＡＰが送信するデータの構成を示す図である。ＨＴＳＴＡのブロック図である。ＨＴＳＴＡのブロック図である。ＨＴＡＰおよびｌｅｇａｃｙＡＰが送信可能な区間を示す図である。ＨＴＡＰおよびｌｅｇａｃｙＡＰが送信可能な区間を示す図である。ＣＴＳフレームフォーマットを示す図である。ＨＴＳＴＡがｌｅｇａｃｙＣＴＳを受信したときの動作を示すフローチャートである。２．４ＧＨｚ帯で使用されるＨＴ端末の送信機の概略構成を示すブロック図である。ＤＳＳＳ信号送信回路部の詳細な構成を示すブロック図である。２．４ＧＨｚ帯で使用されるＨＴ端末の受信機の概略構成を示すブロック図である。ＤＳＳＳ信号受信回路部３６３の詳細な構成を示すブロック図である。５ＧＨｚ帯において、ＨＴ端末が使用する周波数帯域幅と、ｌｅｇａｃｙ端末と互換性のある信号を伝送する場合に使用する周波数帯域幅とを示す図である。２．４ＧＨｚ帯において、ＨＴ端末が使用する周波数帯域幅と、ｌｅｇａｃｙ端末と互換性のある信号を伝送する場合に使用する周波数帯域幅とを示す図である。ＨＴ端末およびｌｅｇａｃｙ端末が使用する周波数帯域を示す図である。従来の無線ＬＡＮシステムの概略構成を示す図である。従来の無線ＬＡＮシステムで送信されるデータの区間を示す図である。従来の無線ＬＡＮシステムで送信されるデータの区間を示す図である。ＣＴＳフレームフォーマットを示す図である。従来の無線ＬＡＮシステムで送信されるデータの区間を示す図である。ＨＴシーケンスを示す図である。ＨＴ端末とｌｅｇａｃｙ端末とが混在した場合にパケットが衝突する様子を示す図である。

本発明に係る無線ＬＡＮシステムにおいて、ＨＴ端末は、ｌｅｇａｃｙ端末のｎ倍（ｎは自然数）の周波数帯域を使用する。図４０に示した例では、ＨＴ端末は、帯域幅がｌｅｇａｃｙ端末の３倍の周波数帯域を使用する。これにより、ＨＴ端末間では、高速な伝送が実現される。

また、ＨＴＡＰは、ＨＴＳＴＡと通信を行なうすべての周波数（全帯域）において、ｌｅｇａｃｙ端末と互換性を有し、ｌｅｇａｃｙ端末が復調可能な形式（例えば、ＣＴＳ）で、無線媒体を占有する旨を通知する占有信号を送信する。これにより、ＨＴＡＰは、ＨＴシーケンスを行なう時間を、ｌｅｇａｃｙ端末に対して論理的に占有する。なお、報知信号はビーコンを意味し、占有信号はＣＴＳを意味する。また、後述するように、ＣＴＳに変えてＣＦ−ｐｏｌｌやＭＡＣｆｒａｍｅを占有信号として用いることも可能である。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムに適用されるＨＴＳＴＡの送信機の構成を示すブロック図であり、図２は、ｌｅｇａｃｙの無線ＬＡＮシステムに適用されるｌｅｇａｃｙＳＴＡの送信機の構成を示すブロック図である。図１において、ＨＴＳＴＡの送信機１では、送信データがＭＡＣ回路２に入力され、データの送受信単位となるフレームの送受信方法やフレームの形式などが規定される。誤り訂正符号化器３は、ＭＡＣ回路２から入力される信号に対して誤り訂正符号化を行なう。変調器４は、誤り訂正符号化器３から入力される信号に対して、ＢＰＳＫ（ＢｉｎａｒｙＰＳＫ）、ＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰＳＫ）などの変調を行なう。ＩＦＦＴ回路５は、変調器４から入力される信号に対して、周波数信号から時間信号に変換する。フィルタ回路６は、ＩＦＦＴ回路５から入力される信号のうち所望の帯域の信号のみを通過させて出力し、その出力信号はアンテナ７によって送信される。なお、誤り訂正符号化器３、変調器４、ＩＦＦＴ回路５、およびフィルタ回路６は、送信回路１ａを構成する。

また、図２に示すように、ｌｅｇａｃｙＳＴＡの送信機１０においても、ＭＡＣ回路１１、誤り訂正符号化器１２、変調器１３、ＩＦＦＴ回路１４、フィルタ回路１５、およびアンテナ１６は、ＨＴＳＴＡの送信機１と概ね同様の機能を果たす。なお、誤り訂正符号化器１２、変調器１３、ＩＦＦＴ回路１４、およびフィルタ回路１５は、送信回路１０ａを構成する。

ただし、ＨＴＳＴＡの送信機１におけるＩＦＦＴ回路５は、ｌｅｇａｃｙＳＴＡの送信機１０におけるＩＦＦＴ回路１４に比べてｎ倍（ここでは、例えば、ｎ＝３の場合を示す。）のポイント数のＩＦＦＴ回路を用いている。また、ＨＴＳＴＡの送信機１におけるフィルタ回路６は、ｌｅｇａｃｙＳＴＡの送信機１０におけるフィルタ回路１５に比べてｎ倍（ここでは、例えば、ｎ＝３の場合を示す。）の通過帯域幅のフィルタ回路を使用している。これにより、ＨＴＳＴＡではｌｅｇａｃｙＳＴＡに比べ、ｎ倍の帯域幅を利用した高速伝送が可能となる。

図３は、第１の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムに適用されるＨＴＡＰの送信機の構成を示すブロック図である。ＨＴＡＰの送信機２０において、ＭＡＣ回路２１は、制御回路２１ａによる制御を受けて、送信データに対して、フレームの送受信方法やフレームの形式などを規定する。誤り訂正符号化器２２は、ＭＡＣ回路２１から入力される信号に対して、誤り訂正符号化を行なう。変調器２３は、誤り訂正符号化器２２から入力される信号に対して、ＢＰＳＫ（ＢｉｎａｒｙＰＳＫ）、ＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰＳＫ）などの変調を行なう。切替器２４は、制御回路２１ａによる制御を受けて、変調器２３から入力される信号を、シンボル繰り返し回路２５またはＩＦＦＴ回路２６へ切り替えて出力する。

シンボル繰り返し回路２５は、ＭＡＣ回路２１で発生した占有信号に相当する送信信号データに誤り訂正符号化および変調処理を行なったものを所定のシンボル単位でｎ回（ｎは自然数）繰り返して出力する。具体的には、切替器２４から入力される信号に対して、シンボルをｎ回繰り返してＩＦＦＴ回路２６へ出力する。このシンボル繰り返し回路２５は、図４に示すように、入力された信号をＯＦＤＭシンボル単位で、ｎ回繰り返す回路である（ここでは、例えば、ｎ＝３の場合を示す。）。

ＩＦＦＴ回路２６は、切替器２４またはシンボル繰り返し回路２５から入力される信号に対して、周波数信号から時間信号に変換する。フィルタ回路２７は、ＩＦＦＴ回路２６の出力信号のうち所望の帯域の信号のみを通過させて出力し、その出力信号は、アンテナ２８によって送信される。なお、誤り訂正符号化器２２、変調器２３、切替器２４、シンボル繰り返し回路２５、ＩＦＦＴ回路２６、およびフィルタ回路２７は、送信回路２０ａを構成する。

このＨＴＡＰの送信機２０は、切替器２４によって、変調器２３からの出力をＩＦＦＴ回路２６に直接出力すると、図５に示すように、ｌｅｇａｃｙ端末のｎ倍の帯域幅を使用したＨＴ信号の伝送を行なうことができる。また、切替器２４によって、変調器２３からの出力を、シンボル繰り返し回路２５を介してＩＦＦＴ回路２６に出力すると、図６に示すように、３個の同一のｌｅｇａｃｙ信号を周波数軸に沿って積み重ねた形の信号の送信が可能となる。

なお、上記の説明では、シンボル繰り返し回路２５を変調器２３とＩＦＦＴ回路２６との間に入れた構成を採ったが、これに限定されるわけではない。この構成と同等の機能を果たすのであれば、他の構成を採ってもよい。

また、以下の説明では、図３におけるシンボル繰り返し回路２５を除く送信回路２０ａ、ＭＡＣ回路２１および制御回路２１ａからなる部分を送信部３００と規定する。また、シンボル繰り返し回路２５を含む送信回路２０ａ、ＭＡＣ回路２１および制御回路２１ａからなる部分を占有信号発生部３０１と規定する。つまり、占有信号発生部３０１に含まれる制御回路２１ａよりｌｅｇａｃｙ信号の送信を指示し、ＭＡＣ回路２１から送信回路２０ａに送信信号データの出力を行なうことにより、ｌｅｇａｃｙ端末と互換性のある信号を送信し、送信部３００に含まれる制御回路２１ａよりＨＴ信号の送信を指示し、ＭＡＣ回路２１から送信回路２０ａに送信信号データの出力を行なうことにより、ＨＴ端末と互換性のある信号を送信するものとする。

図７は、第１の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムに適用されるＨＴＳＴＡの受信機の構成を示すブロック図である。ここでは、ＨＴシーケンス中に、ＨＴビーコンを含む無線ＬＡＮシステムに適用される場合を説明する。すなわち、ＨＴシーケンス中に、ＨＴビーコンを含む無線ＬＡＮシステムの場合は、ＨＴ信号のみを復調すればよい。図７に示すように、ＨＴＳＴＡの受信機３０において、アンテナ３１で受信された無線信号は、フィルタ回路３２によって所望の帯域の信号のみを通過させる処理が行なわれる。フィルタ回路３２の出力信号は、ＦＦＴ回路３３によって時間信号から周波数信号に変換される。復調器３４は、ＦＦＴ回路３３から入力される信号を信号点に基づいてビット列に変換する。誤り訂正復号器３５は、復調器３４から入力される信号に対して、誤り訂正復号を行なう。ＭＡＣ回路３６は、誤り訂正復号器３５から入力される信号に基づいて、フレームの送受信方法やフレームの形式などを読み出して、受信データを出力する。なお、フィルタ回路３２、ＦＦＴ回路３３、復調器３４、および誤り訂正復号器３５は、受信回路３０ａを構成する。

一方、ＨＴシーケンス中に、ＨＴビーコンを含まず、ｌｅｇａｃｙビーコンを復調する必要のある無線ＬＡＮシステムに適用されるＨＴＳＴＡの受信機は、図８に示すような構成を採る。すなわち、受信機４０において、アンテナ４１で受信された無線信号は、フィルタ回路４２によって所望の帯域の信号のみを通過させる処理が行なわれる。フィルタ回路４２の出力信号は、ＦＦＴ回路４３によって時間信号から周波数信号に変換される。切替器４４は、ＦＦＴ回路４３の出力信号を間引回路４５または復調器４６へ切り替えて出力する。間引回路４５は、切替器４４から入力される信号に対し、図９に示すように、ＯＦＤＭシンボル毎の先頭１／ｎだけを切り出す動作を行なう（ここでは、例えば、ｎ＝３の場合を示す。）。復調器４６は、切替器４４から入力される信号または間引回路４５から入力される信号を信号点に基づいてビット列に変換する。誤り訂正復号器４７は、復調器４６から入力される信号に対して、誤り訂正復号を行なう。ＭＡＣ回路４８は、誤り訂正復号器４７から入力される信号に基づいて、フレームの送受信方法やフレームの形式などを読み出して、受信データを出力する。なお、フィルタ回路４２、ＦＦＴ回路４３、切替器４４、間引回路４５、復調器４６、および誤り訂正復号器４７は、受信回路４０ａを構成する。

なお、上記の説明では、間引回路４５をＦＦＴ回路４３と復調器４６との間に入れた構成を採ったが、これに限定されるわけではない。この構成と同等の機能を果たすのであれば、他の構成を採ってもよい。

次に、第１の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムの動作について説明する。図１０は、ＨＴＡＰがｌｅｇａｃｙＡＰに対して送信抑制を行なう様子を示す図である。図１０に示すように、ＨＴＡＰとｌｅｇａｃｙＡＰとが同一の周波数帯域に共存する場合、ＨＴＡＰが、ｌｅｇａｃｙビーコン、ｌｅｇａｃｙＣＴＳ、ＨＴシーケンス（ＨＴビーコン、ＨＴｄａｔａ）という順で送信する。これにより、ｌｅｇａｃｙＡＰに対してＮＡＶを設定することができ、ＨＴシーケンスをパケットの衝突から保護することができる。さらに、ｌｅｇａｃｙビーコンを送信することにより、ｌｅｇａｃｙＡＰに、現在使用中の周波数に他のＡＰが存在することを通知することも可能となる。ここで、ｌｅｇａｃｙビーコン、ｌｅｇａｃｙＣＴＳとは、５ＧＨｚ帯の場合は、１１ａ形式のビーコン、およびＣＴＳを指すものとする。また、２．４ＧＨｚ帯の場合は、１１形式のビーコン、およびＣＴＳを指すものとする。

ここで、図１１に示すように、ＨＴＡＰ１１０が、ＨＴのデータを送信する直前に単にＣＴＳを送信して、ＨＴのデータを送信する区間を占有する手法を採ってもよい。しかし、この手法のみでは、ＨＴのデータの送信が終了した後に、例えば、ｌｅｇａｃｙＳＴＡ１１４から信号の送信が開始され、この信号とＨＴＡＰ１１０が送信するＣＴＳとが衝突することが予想される。

そこで、図１０に示すように、すべての帯域において、すべての時間で無線媒体を占有することが望ましい。この手法を採ることによって、ＨＴ端末とｌｅｇａｃｙ端末との間でパケットの衝突を回避することができる。すなわち、すべての時間で無線媒体を占有することにより、ＨＴＡＰがパケットを送信中にｌｅｇａｃｙ端末が送信する可能性が無くなり、また、ＨＴＡＰが上記無線媒体を占有する旨を通知する信号を送信することにより、ＨＴシーケンスの前にもｌｅｇａｃｙ端末からの信号が存在することもなくなる。特に、ＨＴ端末はｌｅｇａｃｙ端末の送信する信号を復調（もしくは認識）することが困難であるため、ＨＴシーケンスの前にｌｅｇａｃｙ端末からの送信信号が存在しないことは、衝突回避の上で大きな意味を持つ。

なお、図１０に示すＨＴＡＰが送信するｌｅｇａｃｙＣＴＳは、図１２に示すように、ｌｅｇａｃｙＣＦ−ｐｏｌｌであってもよい。

また、図１３に示すように、ｄｕｒａｔｉｏｎに保護したい期間を指定した通常のＭＡＣｆｒａｍｅであってもよい。この場合のＭＡＣフレームフォーマットを図１４に示す。ただし、図１５に示すように、フレーム制御に含まれるｔｙｐｅおよびｓｕｂｔｙｐｅは、ＰＳ−Ｐｏｌｌ以外のｔｙｐｅ，ｓｕｂｔｙｐｅを使用しなければならない。これは、ＰＳ−Ｐｏｌｌ時には、ｄｕｒａｔｉｏｎ区間は、ｄｕｒａｔｉｏｎではなくＡＩＤを示すためである（参照：ＩＥＥＥ８０２．１１−１９９９７．１．３．１．２Ｔａｂｌｅ１ - Ｖａｌｉｄｔｙｐｅ／ｓｕｂｔｙｐｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ）。

また、図１６に示すように、ＨＴシーケンス中に、ＨＴビーコンを含んでもよい。このように、ＨＴシーケンス中に、ＨＴビーコンを含む場合には、ＨＴ端末は、ｌｅｇａｃｙビーコン、ｌｅｇａｃｙＣＴＳ等のｌｅｇａｃｙ情報を復調せずに済むというメリットがある。

また、図１７に示すように、ＨＴシーケンス中に、ＨＴビーコンを含まなくてもよい。この場合には、ｌｅｇａｃｙビーコン中で、ＨＴ伝送（ＨＴシーケンス）に関するパラメータ、すなわち、使用する帯域幅などに関する情報のやり取りを行なうものとする。

以上のように、第１の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムによれば、ＨＴシーケンスの前に、占有信号としてのｌｅｇａｃｙビーコンおよびｌｅｇａｃｙＣＴＳを送信するので、ｌｅｇａｃｙ端末に対してこれらの信号を認識させ、ＨＴ端末が無線媒体を占有する旨を通知することができる。また、ｌｅｇａｃｙ端末のｎ倍の周波数帯域におけるすべての周波数を使用して占有信号を送信した後、ＨＴ端末で通信を行なうので、ｌｅｇａｃｙ端末に対して送信抑制をさせて無線媒体を占有した上でＨＴ端末の通信を行なうことができる。これにより、パケットの衝突が回避され、スループットの低下を防止することができる。その結果、ＨＴ端末同士における本来の伝送速度を発揮させることが可能となる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムでは、第１の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムと同様に、無線媒体を占有する旨を通知する信号を送信し、ＨＴシーケンスを行なう時間帯を論理的に、ｌｅｇａｃｙ端末に対して占有する。ここで、ｌｅｇａｃｙＡＰとＨＴＡＰが同一周波数帯に共存する場合、第１の実施形態のように、ｌｅｇａｃｙビーコン、ｌｅｇａｃｙＣＴＳの双方をＨＴシーケンスに先立って送信することは、オーバーヘッドの増大に繋がる。そこで、第２の実施形態では、図１８に示すように、ｌｅｇａｃｙビーコンを送信せずに、ｌｅｇａｃｙＣＴＳ、ＨＴシーケンス（ＨＴビーコン、ＨＴｄａｔａ）という順で送信する。この場合においても、図１９に示すように、ｌｅｇａｃｙＣＴＳの代わりにｌｅｇａｃｙＣＦ−ｐｏｌｌを用いてもよい。

また、図２０に示すように、ｄｕｒａｔｉｏｎに保護したい期間を指定した通常のＭＡＣｆｒａｍｅを用いてもよい。ただし、図１４および図１５において説明したように、フレーム制御に含まれるｔｙｐｅおよびｓｕｂｔｙｐｅは、ＰＳ−Ｐｏｌｌ以外のｔｙｐｅ，ｓｕｂｔｙｐｅを使用しなければならない（参照：ＩＥＥＥ８０２．１１−１９９９７．１．３．１．２Ｔａｂｌｅ１ - Ｖａｌｉｄｔｙｐｅ／ｓｕｂｔｙｐｅｃｏ
ｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ）。なお、この場合には、図２１に示すように、ＨＴシーケンス中に、ＨＴビーコンを含む必要がある。

以上のように、第２の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムによれば、オーバーヘッドの増大を招くことなく、スループットの向上を図ることが可能となる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムでは、ＨＴ端末とｌｅｇａｃｙ端末との共存を実現する。すなわち、ＨＴ端末が無線媒体の一部の期間を占有し、他の一部を占有しないことによって、ｌｅｇａｃｙ端末との共存を図る。

第３の実施形態においては、ＨＴ端末が送信するｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅ中のｄｕｒａｔｉｏｎの時間を、ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅの終了時点から次のビーコンまでの間隔のｘ％（ｘは１００％以下）として設定する。この割合（ＨＴ端末が無線媒体の一部を占有する割合）に応じて、ＨＴ端末とｌｅｇａｃｙ端末との通信時間の割合を調整することができる。すなわち、図２２は、ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅの終了時点から次のビーコンまでの間隔を、１００％ＨＴ端末が占有する状態を示す。また、図２３は、ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅの終了時点から次のビーコンまでの間隔の、例えば、７０％をＨＴ端末が占有するものとし、残りの３０％をｌｅｇａｃｙ端末が使用する状態を示す。これにより、ＨＴ端末とｌｅｇａｃｙ端末との共存が可能となる。なお、上記の「ｘ％」は、固定値としてもよいが、変動させてもよい。また以降では、上記例においてｘ＝１００の場合が、無線媒体を完全に占有する場合、ｘ＜１００の場合が無線媒体の一部の期間を占有する場合と考える。

また、図２４および図２５に示すように、ｌｅｇａｃｙビーコンを送信せずに、ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅ、ＨＴシーケンス（ＨＴビーコン、ＨＴｄａｔａ）という順で送信すると共に、ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅ中のｄｕｒａｔｉｏｎの時間を、ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅの終了時点から次のｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅまでの間隔のｘ％（ｘは１００％以下）として設定してもよい。

なお、上記の説明では、ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅでｄｕｒａｔｉｏｎの設定を行なう場合を示しているが、ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅの代わりにＣＴＳまたはｌｅｇａｃｙＣＦ−ｐｏｌｌを使用してもよい。

続いて、ＨＴＳＴＡでは、ＨＴ送信が可能な、ＨＴシーケンス区間を知る必要があるため、以下では、ＨＴＡＰからＨＴＳＴＡへＨＴシーケンスの区間を通知する方法について述べる。図２６に示すように、ＨＴシーケンス中に、ＨＴシーケンス区間に関する情報を記載したＨＴビーコンを含める。また、図２７に示すように、ＨＴシーケンス中に、ＨＴシーケンス区間に関する情報を記載したＨＴビーコンと、ＨＴシーケンスの末尾にＨＴ区間終了信号を含めても良い。これにより、ＨＴビーコンを受信したＨＴＳＴＡは、ＨＴ通信が可能な区間を把握することが可能となる。

図２６に示したように、ＨＴシーケンス中に、ＨＴシーケンス区間に関する情報を記載したＨＴビーコンを含める無線ＬＡＮシステムの場合、ＨＴＳＴＡは、図２８に示すような構成を採る。すなわち、アンテナ５０で受信された無線信号は、受信回路５１で復調される。ＨＴ区間開始判定回路５２は、受信回路５１から出力される復調データに含まれるＨＴビーコンに基づいて、よりＨＴ区間が開始したことを判定する。カウンタ回路５３は、ＨＴ区間開始判定回路５２の出力信号に基づいてカウンタを始動する。このカウンタは、ＨＴ区間が開始してから経過する時間をカウントする。ＨＴ区間終了判定回路５４は、ＨＴビーコン中に含まれるＨＴ区間に関する情報に従って、カウンタ回路５３の出力と合わせてＨＴ区間の終了を判定する。送信制御回路５５は、ＨＴ区間開始判定回路５２の出力信号およびＨＴ区間終了判定回路５４の出力信号に基づいて、送信回路５７を制御する。ＭＡＣ回路５６は、送信データに対してデータの送受信単位となるフレームの送受信方法やフレームの形式などを規定し、受信データからフレームの送受信方法やフレームの形式などを読み出す。送信回路５７は、送信制御回路５５およびＭＡＣ回路５６の制御を受けて、送信データを無線信号に変換し、アンテナ５８を介して送信する。このような構成により、ＨＴＳＴＡは、ＨＴシーケンスの区間の開始および終了を把握することが可能となる。但し、受信回路５１は、図８で示した受信回路４０ａと同じ構成を採るものとする。また、送信回路５７は、図３で示した送信回路２０ａと同じ構成を採るものとする。なお、上記のアンテナ５０、受信回路５１、ＨＴ区間開始判定回路５２、カウンタ回路５３、ＨＴ区間終了判定回路５４、送信制御回路５５、およびＭＡＣ回路５６は、受信機５９ａを構成する。

また、図２７に示したように、ＨＴシーケンス中に、ＨＴシーケンス区間に関する情報を記載したＨＴビーコンと、ＨＴシーケンスの末尾にＨＴ区間終了信号を含める無線ＬＡＮシステムの場合、ＨＴＳＴＡは、図２９に示すような構成を採る。ここでは、ＨＴシーケンスの開始および終了を示す信号の双方が送信されるため、ＨＴＳＴＡは、ＨＴシーケンスの区間を容易に把握することができる。従って、図２８に示す構成のうち、カウンタ回路５３を取り除いたものと同様の構成となる。

図２９においては、ＨＴＳＴＡでは、ＨＴ区間開始判定回路５２が、受信回路５１から出力される復調データに含まれるＨＴビーコンよりＨＴ区間が開始したことを判定する。また、ＨＴ区間終了判定回路５４は、ＨＴ区間終了信号を受信することによりＨＴ区間の終了を判定する。送信制御回路５５は、ＨＴ区間開始判定回路５２の出力信号およびＨＴ区間終了判定回路５４の出力信号に基づいて、送信回路５７を制御する。これにより、ＨＴシーケンスの先頭に含まれるＨＴビーコンでＨＴ区間の開始を把握し、ＨＴシーケンスの最後に含まれるＨＴ区間終了信号でＨＴ区間の終了を把握することができ、ＨＴＳＴＡは、ＨＴ通信が可能な区間を知ることができる。なお、上記のアンテナ５０、受信回路５１、ＨＴ区間開始判定回路５２、ＨＴ区間終了判定回路５４、送信制御回路５５、およびＭＡＣ回路５６は、受信機５９ｂを構成する。

以上のように、第３の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムによれば、無線媒体を占有する占有期間を変化させることによってｌｅｇａｃｙ端末が通信を行なう期間を確保することが可能となる。従って、ＨＴ端末が無線媒体を１００パーセント占有する間は、ｌｅｇａｃｙ端末では送信抑制がなされてパケットの衝突が回避され、ＨＴ端末同士でのスループットの低下が防止される一方、ＨＴ端末が無線媒体を占有しない間は、ｌｅｇａｃｙ端末が通信を行なうことができるので、ＨＴ端末およびｌｅｇａｃｙ端末の共存が可能となる。さらに、ＨＴシーケンス区間に関する情報を記載したＨＴビーコンを含めるので、ＨＴＳＴＡは、通信を行なう期間が開始したことを明確に把握することができる。また、ＨＴＡＰがＨＴ区間終了信号を送信することにより、ＨＴＳＴＡは、開始からの時間を測定することなく、通信を行なう期間が終了したことを明確に把握することが可能となる。受信側で上記期間の開始と終了が明確に把握されるので、ＨＴＡＰおよびＨＴＳＴＡが無線媒体の一部の期間を占有する占有期間を変化させるシステムの構成を容易にすることが可能となる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムでは、ＨＴ端末とｌｅｇａｃｙ端末との共存を実現するため、無線媒体を占有するための占有信号を間欠的に送信する。ここでいう「間欠的」とは、一定の時間間隔をおいて占有信号を送信したりしなかったりすることを意味する。例えば、図１３に示すフレーム構成の場合では、ｌｅｇａｃｙビーコンをＬ（Ｌは自然数）回送信するうち、ｍ（ｍはＬ以下の自然数）回だけｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅを送信し、それ以外は送信しない。また、図１９に示すフレーム構成のように、ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅのみを送信する場合は、Ｐ（Ｐは自然数）回ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅを送信したら次のフレームではｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅを送信しない。これにより、ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅが送信されない区間では、ｌｅｇａｃｙ端末も信号の送信が可能となる。これにより、図３０に示すように、ＨＴ端末とｌｅｇａｃｙ端末の通信時間の割合を調整することができる。すなわち、図３０では、ＨＴＡＰがｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅを送信して無線媒体の占有を行なう区間を（１）、ＨＴＡＰがｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅを送信せずに無線媒体の占有を行なわない区間を（２）とすると、ｌｅｇａｃｙ端末は、（３）の区間において、通信を行なうことが可能となる。

また、図３１に示すように、ＨＴＡＰがｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅを送信して無線媒体の占有を行なうとしても、その区間（４）のｘ％を占有するとすれば、区間（５）では、区間（４）の残り（１００−ｘ％）において、ｌｅｇａｃｙ端末が通信を行なうことができる。なお、図３１において、区間（２）では、ＨＴＡＰがｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅを送信せずに無線媒体の占有を行なわないため、区間（３）において、ｌｅｇａｃｙ端末が通信を行なうことが可能となる。

なお、ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅの代わりに、ｌｅｇａｃｙＣＴＳまたはｌｅｇａｃｙＣＦ−ｐｏｌｌを使用することも可能である。

以上のように、第４の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムによれば、ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅなどの占有信号を間欠的に送信する。従って、占有信号を送信する場合は、ＨＴ端末で無線媒体が占有され、ｌｅｇａｃｙ端末では送信抑制がなされてパケットの衝突が回避され、ＨＴ端末におけるスループットの低下が防止される。一方、占有信号を送信しない場合は、ＨＴ端末で無線媒体が占有されないので、ｌｅｇａｃｙ端末で通信が可能となる。これにより、ＨＴ端末およびｌｅｇａｃｙ端末の共存が可能となる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムでは、ＨＴ端末とｌｅｇａｃｙ端末との共存を実現するため、ＨＴ端末がどの程度の通信時間を確保するかを調整することによって、ｌｅｇａｃｙ端末との共存を図る。第５の実施形態では、例えば、図２２および図２３に示すフレーム構成の場合、ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅの終了時点から次のｌｅｇａｃｙビーコンまでの間隔のｘ％をＨＴシーケンスで占有する回数を、ｌｅｇａｃｙビーコンをＬ（Ｌは自然数）回送信するうち、ｍ（ｍはＬ以下の自然数）回とする。そして、残りのＬ−ｍ回は、ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅの終了時点から次のｌｅｇａｃｙビーコンまでの間隔のｙ（ｙは１００％以下）％をＨＴシーケンスで占有する。

なお、上記の説明では、Ｌ回のｌｅｇａｃｙビーコン送信中、２種類（ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅの終了時点から次のｂｅａｃｏｎまでの間隔のｘ％とｙ％）の割合でＨＴシーケンスを切り替える方法を示したが、これに限定されるわけではなく、これがｉ種類（ｉ＝２以上の正の整数）であってもかまわない。また、図２４および図２５に示すように、ｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅの終了時点から次のｌｅｇａｃｙＭＡＣｆｒａｍｅまでの間隔を上記の割合で調整することも可能である。

これにより、ＨＴ端末とｌｅｇａｃｙ端末との通信時間の割合が調整され、両者の共存を図ることが可能となる。

（第６の実施形態）
上記の第１から第５の実施形態では、ＨＴＡＰがｌｅｇａｃｙＣＴＳを送信することにより、ｌｅｇａｃｙ端末に対してＮＡＶを設定し、送信の抑制を行なうことによりＨＴシーケンスの送信時間が論理的に確保される方法を示した。

しかしながら、ＨＴＳＴＡがｌｅｇａｃｙＣＴＳを受信できた場合、ｌｅｇａｃｙＣＴＳがＨＴシーケンスのための時間を確保するためのものであることをＨＴＳＴＡが認識できる必要がある。

このため、第６の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムでは、ＨＴＡＰが、ＨＴシーケンスを確保するために送信したｌｅｇａｃｙＣＴＳに含まれる受信機アドレスを、ある特定の値に設定することにより、ＨＴＳＴＡに対して、ＣＴＳによる媒体の占有が、ＨＴシーケンス占有のためであることを通知する。この受信機アドレスは、識別情報を構成する。

一方、ＨＴＳＴＡは、図７または図８に示すような構成を採ることができる。すなわち、受信機アドレスを認識する認識部としてのＭＡＣ回路３６または４８と、受信機アドレスが特定のアドレスであると認識された場合、受信した信号の復調を行なって受信データを出力する一方、特定のアドレスであると認識されなかった場合は、受信した信号の復調を停止する受信部としての受信回路３０ａまたは受信回路４０ａを備える構成を採る。

図３２は、ＣＴＳフレームフォーマットを示す図である。図３２に示すように、ＣＴＳフレームは、ＭＡＣヘッダとしてのフレーム制御部６０、デュレーション部６１、および受信機アドレス６２と、ＦＣＳ部６３とから構成されている。ここで、受信機アドレス６２が特定のアドレスである場合、ＨＴＳＴＡは、受信したＣＴＳが、ＨＴシーケンスのための時間を占有するためのＣＴＳであると認識することができる。すなわち、ＭＡＣアドレスには、通常使用されないアドレスが存在するので、そのアドレスを使用することにより、ＨＴＳＴＡに対して、受信したＣＴＳはＨＴ端末が占有するためのものであることを認識させることができる。

次に、ＨＴＳＴＡが、ｌｅｇａｃｙＣＴＳを受信した時の動作について、図３３に示すフローチャートを用いて説明する。ＨＴＳＴＡが、ｌｅｇａｃｙＣＴＳを受信すると（ステップＳ１）、ＭＡＣ回路３６または４８は、ｌｅｇａｃｙＣＴＳに含まれる受信機アドレスが特定のアドレスであるかを判別する（ステップＳ２）。その結果、特定のアドレスであった場合には、ＨＴＡＰからのｌｅｇａｃｙＣＴＳであると判断し、ＨＴ信号を復調する準備に入る（ステップＳ３）。そして、ＨＴ信号を復調し、ＨＴ区間が終了すると（ステップＳ４）、ステップＳ１へ移行し、再びｌｅｇａｃｙＣＴＳの受信を待つ。一方、ステップＳ２において、ｌｅｇａｃｙＣＴＳに含まれる受信機アドレスが特定のアドレスではなかった場合には、ｌｅｇａｃｙ端末からのＣＴＳであると判断し受信回路３０ａまたは受信回路４０ａを停止する（ステップＳ５）。そして、ＣＴＳにより設定されたＮＡＶの区間を経過した後、受信回路３０ａまたは受信回路４０ａを動作させ（ステップＳ６）、ステップＳ１へ移行し、再びｌｅｇａｃｙＣＴＳの受信を待つ。

以上のように、第６の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムによれば、ＨＴ端末でｌｅｇａｃｙＣＴＳが、無線媒体を占有するための信号であることを認識するための識別情報として、受信機アドレスにある特定の値を用いるので、ＣＴＳが、ｌｅｇａｃｙ端末に対して無線媒体を占有する旨を通知するために送信されたことをＨＴ端末（ＳＴＡ）で認識することができる。これにより、ＨＴＳＴＡでは、ＣＴＳの後に送信されてくるデータがＨＴＳＴＡに対して送信されたものであるかどうかを判断することができる。判断の結果、ＣＴＳの後に送信されてくるデータがＨＴＳＴＡに対して送信されたものである場合は、そのデータを復調する一方、ＣＴＳの後に送信されてくるデータがＨＴＳＴＡに対して送信されたものでない場合は、受信動作を停止させる。これにより、不要な動作を行なわなくて済むようになり、消費電力の節約が可能となる。

なお、第３から第５の実施形態に係る無線ＬＡＮシステムでは、ｌｅｇａｃｙ端末に送信機会を与える際、ｌｅｇａｃｙ端末が非常に長いパケットを送信する場合には、ＨＴ信号とｌｅｇａｃｙ信号との間の衝突を完全に回避することは容易ではない。しかし、ｌｅｇａｃｙ端末の送信するパケットが短い場合には、衝突を十分に軽減することが可能である。

（第７の実施形態）
以上説明した第１から６の実施形態では、具体例として５ＧＨｚ帯においての使用を前提とした記載していた。つまり、ｌｅｇａｃｙ端末とはＩＥＥＥ８０２．１１ａ方式（ＯＦＤＭ方式）の使用を前提としていた。これに対し、第７の実施形態では、２．４ＧＨｚ帯での使用、つまりｌｅｇａｃｙ端末がＩＥＥＥ８０２．１１方式（ＤＳＳＳ方式）の使用を前提としたＨＴ端末の送信機および受信機について説明する。

図３４は、２．４ＧＨｚ帯で使用されるＨＴ端末の送信機の概略構成を示すブロック図である。この送信機３４０では、送信データがＭＡＣ回路３４１に入力され、ＭＡＣ回路３４１は、ｌｅｇａｃｙ端末と互換性のある信号を送信する場合には、ＤＳＳＳ信号送信回路部３４２に送信信号データの出力を行ない、スイッチ部３４３を通過し、アンテナ３４４を通して、無線信号を送信する。

一方、他のＨＴ端末との間で、ｌｅｇａｃｙ端末より広い周波数帯域を用いて通信を行なう場合は、ＭＡＣ回路３４１からＨＴ送信回路部３４５に送信信号データの出力を行ない、スイッチ部３４３を通過し、アンテナ３４４を通して、無線信号を送信する。

なお、図３４に示したＨＴ送信回路部３４５は、図３に示した送信回路２０ａと同様の構成を採るものとする。

なお、以下の説明では、図３４におけるＨＴ送信回路部３４５、およびＭＡＣ回路３４１からなる部分を送信部４００と規定する。また、ＤＳＳＳ信号送信回路部３４２、およびＭＡＣ回路３４１からなる部分を占有信号発生部４０１と規定する。つまり、占有信号発生部４０１に含まれるＭＡＣ回路３４１からＤＳＳＳ信号送信回路３４２に送信信号データの出力を行なうことにより、ｌｅｇａｃｙ端末と互換性のある信号を送信し、送信部４００に含まれるＭＡＣ回路３４１からＨＴ送信回路３４５に送信信号データの出力を行なうことにより、ＨＴ端末と互換性のある信号を送信するものとする。

図３５は、図３４におけるＤＳＳＳ信号送信回路部３４２の詳細な構成を示すブロック図である。図３４に示すＭＡＣ回路３４１より出力された送信信号データは、図３５に示すスクランブル処理部３５１によりスクランブル処理（特定パターンによりランダム化する）された後、ＤＱＰＳＫ／ＤＢＰＳＫ変調部３５２において２進数のデータに変調処理される。この変調処理されたデータに対し、拡散部３５３において拡散符号３５３ａを用いて信号の拡散を行った後、フィルタ部３５４において２２ＭＨｚに帯域制限を行なう。フィルタ部３５４から出力されるデータは、加算器３５５、第１の周波数変換部３５６ａおよび第２の周波数変換部３５６ｂにそれぞれ入力される。第１の周波数変換部３５６ａは、中心周波数を２０ＭＨｚずらしたデータを加算器３５５へ出力し、第２の周波数変換部３５６ｂは、中心周波数を４０ＭＨｚずらしたデータを加算器３５５へ出力する。加算器３５５は、フィルタ部３５４から入力されたデータ、第１の周波数変換部３５６ａから入力されたデータ、および第２の周波数変換部３５６ｂから入力されたデータを足し合わせる。これにより、周波数方向に見た場合、ＤＳＳＳ信号が２０ＭＨｚ間隔で３つ並んだ無線信号を生成することができる。

図３６は、２．４ＧＨｚ帯で使用されるＨＴ端末の受信機の概略構成を示すブロック図である。無線信号がアンテナ３６１により受信され、スイッチ部３６２により、ｌｅｇａｃｙ端末と互換性のある信号を受信する場合には、ＤＳＳＳ信号受信回路部３６３によってＤＳＳＳ信号を復調した後、復調信号データをＭＡＣ回路３６４に出力する。

一方、ＨＴ端末との間で、ｌｅｇａｃｙ端末より広い周波数帯域を用いて通信を行なう場合は、ＨＴ受信回路部３６５によって信号を復調し、復調信号データをＭＡＣ回路３４６に出力する。

なおここに示した、ＨＴ受信回路部３６５は、図８に示した受信回路４０ａと同様の構成を採るものとする。

図３７は、図３６におけるＤＳＳＳ信号受信回路部３６３の詳細な構成を示すブロック図である。図３６に示すアンテナ３６１より出力された無線信号は、図３７に示すフィルタ部３７１により必要となる２２ＭＨｚの帯域の信号のみが抽出され、これが逆拡散部３７２により拡散符号３７２ａをかけることにより逆拡散処理が行われる。この逆拡散部３７２の出力が、遅延検波部３７３により２進数のデータに復調し、これにデスクランブル処理部３７４においてデスクランブル処理（送信側で行われた特定パターンによりランダム化を解除する）を行ない、得られた受信信号データを図３６に示すＭＡＣ回路３６４に出力する。

なお、第７の実施形態における“周波数帯域幅”については、次のように考えることができる。すなわち、５ＧＨｚ帯においては、ＨＴ端末の使用する周波数帯域幅は、図３８に示すように、ｌｅｇａｃｙ端末のｎ倍（図ではｎ＝３）となっている。これに対し、２．４ＧＨｚ帯では、ＨＴ端末の使用する周波数帯域幅は、図３９に示すように、２０ＭＨｚのｎ倍であるのに対し、ｌｅｇａｃｙ端末の使用する周波数帯域幅は２２ＭＨｚとなるため、ＨＴ端末の使用する周波数帯域幅をｌｅｇａｃｙ端末の使用する周波数帯域のｎ倍と規定することはできない。

しかしながら、占有信号が「ＨＴ端末の使用する周波数帯域ｆｈにおけるすべての周波数を使用して、ｌｅｇａｃｙ端末と互換性のある信号」であるという点では、図３８および図３９では同じであるということができる。

従って、２．４ＧＨｚ帯においても、図３９に示すｌｅｇａｃｙ端末との互換性を持つ占有信号を用いることにより、第１から第６の実施形態に示すものと同様の効果を得ることができる。

２０ＨＴＡＰの送信機
２０ａ送信回路
２４切替器
２５シンボル繰り返し回路
３０受信機
３０ａ受信回路
３６ＭＡＣ回路
４０受信機
４０ａ受信回路
４５間引回路
４６復調器
４８ＭＡＣ回路
５０アンテナ
５１受信回路
５２ＨＴ区間開始判定回路
５３カウンタ回路
５４ＨＴ区間終了判定回路
５５送信制御回路
５９ａ、５９ｂ受信機
３００送信部
３０１占有信号発生部
３４０送信機
３５６ａ第１の周波数変換部
３５６ｂ第２の周波数変換部
３５５加算器
４００送信部
４０１占有信号発生部

Claims

第１の無線通信システムで使用される第１の周波数帯域よりも広帯域の第２の周波数帯域を使用する第２の無線通信システムに適用される送信機であって、
前記第１の無線通信システムと互換性を有し、前記第２の無線通信システムが無線媒体を占有する旨をすべての無線通信システムに対して通知する占有信号を発生する占有信号発生部と、
前記第２の周波数帯域におけるすべての周波数を使用して、前記占有信号を送信した後、前記第２の無線通信システムにおける通信を行なう送信部と、を備えることを特徴とする送信機。