JP2017147509A - 無線通信用集積回路および無線通信端末 - Google Patents

Abstract

【課題】グループＩＤの割り当てを適切に管理する。【解決手段】本発明の実施形態に係る無線通信用集積回路は、ベースバンド集積回路を備える。前記ベースバンド集積回路は、第１端末と接続した場合に、前記第１端末と、自装置に接続済みの端末である第２端末との合計数に応じて、第１の割り当て処理と第２の割り当て処理のいずれを行うかを決定する。前記第１の割り当て処理を決定した場合、前記複数のグループＩＤから第１の個数の前記グループＩＤを選択して前記第１端末に割り当て、前記第２の割り当て処理を決定した場合、前記複数のグループＩＤから前記第１の個数より少ない第２の個数の前記グループＩＤを選択して前記第１端末に割り当て、前記複数のグループＩＤから前記第２の個数の前記グループＩＤを選択して前記第２端末に再割り当てする。【選択図】図１３

Description

本発明の実施形態は、無線通信用集積回路および無線通信端末に関する。

無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａｃでは、ダウンリンクマルチユーザＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）（ＤＬ−ＭＵ―ＭＩＭＯ）伝送について定められている。アクセスポイント（ＡＰ）は、端末の複数のグループを管理する。各グループにはグループＩＤが付与されている。ＡＰは、ＡＰに接続した端末に、１つまたは複数のグループＩＤを割り当て、またグループＩＤ毎に、端末へ送信するストリームの識別情報を決定する。ＡＰは、割り当てたグループＩＤと、ストリームの識別情報とを端末に通知する。ＡＰは、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行う場合は、１つのグループＩＤを選択し、当該グループＩＤに属する端末群から選択した各端末宛のパケットを生成して、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信する。端末は、ＡＰから受信するパケットに自端末が所属するグループＩＤが含まれている場合は、自端末へ送信されるストリームに応じた復号処理を、パケットに含まれるデータフレームに対して行う。端末は、自端末が属しないグループＩＤが設定されているパケットに含まれるデータフレームの復号は行わない。これにより、自装置宛でないデータフレームを復号する無駄な処理を省略して、端末の消費電力を削減できる。

ＡＰは、複数のグループをテーブルで管理する。テーブルには、複数のグループＩＤと、グループＩＤに属する端末群の識別子とが登録されている。１つのグループＩＤに属する端末数を多くすると、１つのグループＩＤで、ＤＬ−ＭＵ伝送のための端末の組み合わせを多く管理できる。しかしながら、ＤＬ−ＭＵ伝送する端末の組み合わせを決定するための探索の時間が増加する問題や、メモリ容量が大きくなる問題がある。またグループＩＤに所属可能な端末数の上限に達した場合、後からＡＰにアソシエーションする端末を、適切なグループＩＤに登録できなくなる問題もある。一方、１つのグループＩＤに属する端末数を少なくすると、上記の問題は緩和されるものの、当該グループＩＤで可能な端末の組み合わせ数が少なくなり、効率的なＤＬ−ＭＵ伝送のための端末の組み合わせを選択できなくなる可能性もある。

全端末に対してテーブルの再構築（グループＩＤの再割り当て）を高い頻度で行うことで、グループＩＤごとに効率的な通信が可能な端末の組み合わせを多数維持することも考えられる。しかしながら、全端末へ、再割り当てされたグループＩＤを通知する必要があるため、負荷が高くなる。したがって、負荷および通信効率を考慮して、グループＩＤの割り当ての適切な管理が望まれる。

関連技術として、グループＩＤの通知手順や管理についての方法が提案されている。この方法では、ネットワークの拡大または変更に応じて、グループＩＤの割り当てを動的に調整する旨が述べられているが、具体的な手順については何ら述べられていない。

特許登録第５７２２４２９号

ＩＥＥＥ Ｓｔｄ．８０２．１１ａｃ（ＴＭ）−２０１３ ＩＥＥＥ Ｓｔｄ. ８０２．１１（ＴＭ）−２０１２

本発明の実施形態は、グループＩＤの割り当てを適切に管理することを可能にする無線通信用集積回路および無線通信端末を提供する。

本発明の実施形態に係る無線通信用集積回路は、ベースバンド集積回路を備える。前記ベースバンド集積回路は、複数のグループＩＤを管理する。前記ベースバンド集積回路は、第１端末と接続した場合に、前記第１端末と、自装置に接続済みの端末である第２端末との合計数に応じて、第１の割り当て処理と第２の割り当て処理のいずれを行うかを決定する。前記ベースバンド集積回路は、前記第１の割り当て処理を決定した場合、前記複数のグループＩＤから第１の個数の前記グループＩＤを選択して前記第１端末に割り当てる。前記ベースバンド集積回路は、前記第２の割り当て処理を決定した場合、前記複数のグループＩＤから前記第１の個数より少ない第２の個数の前記グループＩＤを選択して前記第１端末に割り当て、前記複数のグループＩＤから前記第２の個数の前記グループＩＤを選択して前記第２端末に再割り当てる。

第１の実施形態に係る無線通信システムを示す図。 アクセスポイント（ＡＰ）と複数の端末との動作シーケンス例を示す図。 ＭＡＣフレームの基本的なフォーマット例を示す図。 情報エレメントのフォーマットを示す図。 Ｇｒｏｕｐ ＩＤ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフレームのフォーマット例を示す図。 グループＩＤテーブルの例を示す図。 ＡＰが複数の端末にＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信するフレームの詳細構成を示す図。 ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格におけるＶＨＴ ＰＰＤＵフォーマットを示す図。 グループＩＤの割り当ての具体例を説明するための図。 図９に続く図。 ＡＰに搭載される無線通信装置の機能ブロック図。 端末に搭載される無線通信装置の機能ブロック図。 ＡＰの動作例のフローチャート。 端末またはＡＰの全体構成例を示す図。 第２の実施形態に係るＡＰまたは端末に搭載される無線通信装置のハードウェア構成例を示す図。 第３の実施形態に係る端末の斜視図。 第３の実施形態に係るメモリーカードを示す図。 コンテンション期間のフレーム交換の一例を示す図。

以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。無線ＬＡＮの規格書として知られているＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１^ＴＭ−２０１２およびＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１ａｃ^ＴＭ−２０１３は、本明細書においてその全てが参照によって組み込まれる（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ｂｙ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）ものとする。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線通信システムを示す。図１の無線通信システムは、基地局であるアクセスポイント（ＡＰ）１１と、複数の無線通信端末１、２、３、４、５、６とを具備した無線ネットワークである。無線通信端末は、端末、無線端末、またはステーション（ＳＴＡ）と呼ぶこともある。ＡＰ１１も、中継機能を有する点を除き、端末の機能を有するため、端末の一形態である。ＡＰ１１と端末１〜６は、任意の無線通信方式に従って無線通信を行う。一例として、ＡＰおよび端末は、それぞれＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した通信を行う。端末に搭載される無線通信装置は、ＡＰに搭載される無線通信装置と通信する。ＡＰに搭載される無線通信装置は、端末に搭載される無線通信装置と通信する。本実施形態の無線通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮを想定するが、これに限定されるものではない。

ＡＰ１１は、複数のアンテナを備える。図１の例では、ＡＰ１１は、４つのアンテナ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄを備える。ＡＰが具備するアンテナ数は、これより多くても、少なくてもかまわない。ただし、ダウンリンクマルチユーザＭＩＭＯ（ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ）で伝送するストリーム数は、ＡＰが具備するアンテナ数に制限される。端末１〜６は、それぞれ１つまたは複数のアンテナを備える。この例では、各端末１〜４は、それぞれ１本のアンテナ１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａを備える。

ＡＰ１１に、端末１〜６が接続して、１つの無線通信システムもしくは無線通信グループ（ＢＳＳ：Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）を形成している。接続とは、無線リンクを確立した状態を意味しており、ＡＰとのアソシエーションプロセスを経て、通信に必要なパラメータの交換が完了することで、無線リンクが確立される。無線リンクを確立した端末１〜６には、アソシエーションＩＤ（ＡＩＤ）が割り当てられる。ＡＩＤは、端末がＡＰのＢＳＳに属するためにＡＰとの間で行うアソシエーションプロセス時に付与される識別子である。より詳細には、ＡＰは、接続要求（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ）フレームを送信してきた端末に接続許可をする場合に、そのネットワークでローカルに生成した番号を割り当てる。その番号がＡＩＤと呼ばれるものであり、０以外のある指定の範囲内の番号を割り当てる。ＡＩＤは、そのネットワーク（ＢＳＳ）内ではユニークになるように割り当てる。ＡＰは、接続を許可する端末に、割り当てたＡＩＤを含む接続応答（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フレームを送信する。端末は、接続応答フレームからＡＩＤを読み出すことで、自装置のＡＩＤを把握する。端末は、ＡＰから接続許可の接続応答フレームを受信することで、ＡＰが形成するＢＳＳに属し、以降、ＡＰと通信することができる。このようなＡＰと端末間の接続のプロセスをアソシエーションプロセスと呼ぶ。ＡＰは、端末とアソシエーションプロセスを行う前に、認証（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）プロセスを行ってもよい。ＡＰは、自装置に接続した端末を、ＡＩＤまたはＭＡＣアドレスにより識別する。

ＡＰ１１は、端末１〜６から選択した複数の端末に対し、マルチユーザ伝送で複数のＭＡＣフレーム（以下、フレーム）を送信、すなわち、複数のＭＡＣフレームを多重送信することが可能である。マルチユーザ伝送の例として、空間多重で複数のフレームを送信することが可能である。図では、端末１〜４宛てのフレームを空間多重で送信する場合が示されている。空間多重の送信とは、同一の周波数帯域で複数のフレームを同時に送信することを意味する。具体的には、ＡＰ１１は、端末１〜４宛てのフレームを、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯで送信する。

ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯは、ビームフォーミングと呼ばれる技術を用いることで、複数の端末に対して、空間的に直交したビームを形成する。ビーム形成のために、各端末とのダウンリンクの伝搬路応答を利用する。このためにＡＰは、たとえば、事前にサウンディング用のフレーム（たとえばヌルデータパケット）を各端末に送信して、端末で測定されたダウンリンクの伝搬路応答のフィードバックを受ける。これにより各端末のダウンリンクの伝搬路応答を取得する。伝搬路応答を利用して各端末に向けた複数の指向性のビームパターンを算出する。このためには公知の手法を用いればよい。例えば、アンテナごとに端末への送信信号に重みづけを行って、重みづけした送信信号を各アンテナから送信する。これを複数の端末のそれぞれについて行い、複数の端末のアンテナ毎の信号を同時に送信する。一例として、各端末で自端末宛の送信信号が適正に受信され、それ以外の端末ではヌル信号が受信される（すなわち他端末宛の送信信号が受信されないもしくは受信が抑制される）。これにより、各端末に向けたビームが形成される。

ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯについては、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格で定められている。図１は、ＡＰ１１が、４台の端末１〜４とＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯを行う状況が示されている。ＡＰ１１が、端末１〜４のそれぞれと空間的に直交するビームを形成している。

ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信によりフレームを受信した各端末は、ＡＰ１１に対して、送達確認応答フレームを送信する。送達確認応答フレームには、ＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）フレーム、ＢＡ（ＢｌｏｃｋＡｃｋ）フレームなどがある。複数の端末がそれぞれ送達確認応答フレームを送信する手順は任意でよい。例えば、端末１〜４が、フレームの受信完了からそれぞれ一定時間ずつずれたタイミングで送達確認応答フレームを送信してもよい。または、ＡＰから個々の端末にＢＡＲ（ＢｌｏｃｋＡｃｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ）フレームを送信し、ＳＩＦＳ時間後にＡＣＫフレーム（またはＢＡフレーム）を送信することを繰り返すことで、端末ごとに順番に送達確認応答フレームを送信してもよい（すなわちＤｅｌａｙｅｄ ＢＡの設定とする）。または、アップリンクマルチユーザＭＩＭＯ（ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ）技術により送達確認応答フレームを同時に送信してもよい。つまり、端末１〜４がＡＰ１１に対して、同一の周波数帯域で同時に送達確認応答フレームを送信してもよい。または、アップリンク（ＵＬ）の直交周波数分割多元接続方式（ＯＦＤＭＡ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）で複数の端末が同時に送達確認応答フレームを送信してもよい。

ＯＦＤＭＡは、１つまたは複数のサブキャリアを含むリソースユニットを最小単位の通信リソース（周波数成分）として用いて、複数の端末宛ての送信または複数の端末からの受信を同時に行う通信方式である。ＡＰから複数の端末宛ての同時送信はＤＬ−ＯＦＤＭＡ、複数の端末からＡＰへの同時送信はＵＬ−ＯＦＤＭＡに相当する。リソースユニットのことを、サブチャネル、リソースブロック、周波数ブロックなどと呼んでもよい。

図２は、ＡＰ１１と端末１〜４との動作シーケンス例を示す。ＡＰ１１および各端末１〜４が送信する信号（フレーム）が矩形によって示されている。横軸は時間軸であり、図に沿って右側が時間の流れる方向である。

本シーケンスの開始前では、一例として、ＡＰ１１と端末１〜６の一部または全部との間では、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃａｒｒｉｅｒ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）ベースで個別に通信（シングルユーザ通信）が行われている。シングルユーザ通信は、ＡＰおよび個々の端末間で通信を行うものである。

シングルユーザ通信の例として、端末でアップリンク送信用のデータが保持されている場合、端末はＣＳＭＡ／ＣＡに従って、無線媒体へのアクセス権を獲得する。このため、端末はＤＩＦＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）／ＡＩＦＳ（Ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）時間と、ランダムに決定したバックオフ時間との合計であるキャリアセンス時間（待機時間）の間、キャリアセンスを行う。媒体（ＣＣＡ）がアイドルと判断されると、例えば１フレームを送信するアクセス権を獲得し、フレームを送信する。

ＤＩＦＳ／ＡＩＦＳは、ＤＩＦＳおよびＡＩＦＳのいずれか一方を意味する。ＱｏＳ対応でない場合はＤＩＦＳを指し、ＱｏＳ対応の場合は、送信するデータのアクセスカテゴリ（ＡＣ：Ａｃｃｅｓｓ Ｃａｔｅｇｏｒｙ）に応じて決まるＡＩＦＳを指す。なお、ＤＩＦＳ時間またはＡＩＦＳ時間は、一例であり、事前に定めた一定時間であれば、他の時間でもよい。本明細書のその他の箇所で記載されるＤＩＦＳ時間およびＡＩＦＳ時間や、ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）時間についても同様である。ＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ ｔｏ Ｓｅｎｄ）フレームおよびＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ ｔｏ Ｓｅｎｄ）フレームの送受信によりアクセス権を獲得してもよい。

図３（Ａ）は、ＭＡＣフレームの基本的なフォーマット例を示す。フレームの種別は、大きく、データフレーム、管理フレームおよび制御フレームに大別され、いずれの種別のフレームも、このようなフレームフォーマットをベースとする。本フレームフォーマットは、ＭＡＣヘッダ（ＭＡＣ ｈｅａｄｅｒ）、フレームボディ（Ｆｒａｍｅ ｂｏｄｙ）及びＦＣＳの各フィールドを含む。ＭＡＣヘッダは、図３（Ｂ）に示すように、Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ、Ｄｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤ、Ａｄｄｒｅｓｓ１、Ａｄｄｒｅｓｓ２、Ａｄｄｒｅｓｓ３， Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＱｏＳ Ｃｏｎｔｒｏｌ及び ＨＴ（Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ） ｃｏｎｔｒｏｌの各フィールドを含む。

これらのフィールドは必ずしもすべて存在する必要はなく、フレームの種別に応じて一部のフィールドが存在しない場合もあり得る。例えばＡｄｄｒｅｓｓ３フィールドが存在しない場合もある。また、ＱｏＳ ＣｏｎｔｒｏｌおよびＨＴ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドの両方または一方が存在しない場合もある。またフレームボディフィールドが存在しない場合もあり得る。一方、図３に示されていない他のフィールドが存在してもよい。例えば、Ａｄｄｒｅｓｓ４フィールドがさらに存在してもよい。ＨＴ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドを、ＶＨＴ （Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）Ｃｏｎｔｒｏｌフィールド、または、ＨＥ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ） Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドに拡張してもよい。

Ａｄｄｒｅｓｓ１のフィールドには、受信先アドレス（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ；ＲＡ）が、Ａｄｄｒｅｓｓ２のフィールドには送信元アドレス（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ；ＴＡ）が入り、Ａｄｄｒｅｓｓ３のフィールドにはフレームの用途に応じてＢＳＳの識別子であるＢＳＳＩＤ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）（全てのビットに１を入れて全てのＢＳＳＩＤを対象とするｗｉｌｄｃａｒｄ ＢＳＳＩＤ場合もある）か、あるいはＴＡが入る。

Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドには、タイプ（Ｔｙｐｅ）、サブタイプ（Ｓｕｂｔｙｐｅ）という２つのフィールド等が含まれる。データフレームか、管理フレームか、制御フレームかの大別はＴｙｐｅフィールドで行われ、大別されたフレームの中での細かい種別、例えば制御フレームであるＢＡ（Ｂｌｏｃｋ Ａｃｋ）フレームおよびＢＡＲ（Ｂｌｏｃｋ Ａｃｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ）フレームといった識別はＳｕｂｔｙｐｅフィールドで行われる。

Ｄｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドは媒体予約時間を記載し、他の端末宛てのＭＡＣフレームを受信した場合に、当該ＭＡＣフレームを含む物理パケットの終わりから媒体予約時間に亘って、媒体が仮想的にビジーであると判定する。このような仮想的に媒体をビジーであると判定する仕組み、或いは、仮想的に媒体をビジーであるとする期間は、前述したように、ＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）と呼ばれる。

ＱｏＳ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドは、フレームの優先度を考慮して送信を行うＱｏＳ制御を行うために用いられる。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種類存在）、および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フレームが“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。

ＨＴ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎで導入されたフィールドであり、ＱｏＳデータフレームまたは管理フレームのときに、オーダーフィールドが１に設定されていると存在する。前述したように、ＨＴ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃのＶＨＴ （Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドにも、次世代無線ＬＡＮ規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａｘのＨＥ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ） Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドにも拡張可能であり、各々ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ、あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ａｘの各種機能に応じた通知をすることができる。

管理フレームでは、固有のＥｌｅｍｅｎｔ ＩＤ（ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）が割り当てられた情報エレメント（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ；ＩＥ）をＦｒａｍｅ Ｂｏｄｙフィールドに設定できる。フレームボディフィールドには、１つまたは複数の情報エレメントを設定できる。情報エレメントのフォーマットを図４に示す。情報エレメントは、Ｅｌｅｍｅｎｔ ＩＤフィールド、Ｌｅｎｇｔｈフィールド、情報（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）フィールドの各フィールドを有する。情報エレメントは、Ｅｌｅｍｅｎｔ ＩＤで識別される。情報フィールドは、通知する情報の内容を格納し、Ｌｅｎｇｔｈフィールドは、情報フィールドの長さ情報を格納する。管理フレームには、情報エレメント以外にも、フレーム種別（サブタイプ）に応じて、予め定められた１つまたは複数のフィールドが配置されてもよい。

ＦＣＳフィールドには、受信側でフレームの誤り検出のため用いられるチェックサム符号としてＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）情報が設定される。ＦＣＳ情報の例としては、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｏｄｅ）などがある。

図２において、ＡＰ１１がＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行う場合、ＣＳＭＡ／ＣＡに従って、無線媒体へのアクセス権を獲得し、複数の端末１〜６から選択した端末１〜４に対してＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯでデータフレーム６０１、６０２、６０３、６０４を送信する。この例では、各端末にデータフレームを送信しているが、管理フレームまたは制御フレームを送信してもよい。端末に送信するデータフレームは、複数のデータフレームをアグリゲートしたアグリゲーションフレーム（Ａ-ＭＰＤＵ（ｍｅｄｉｕｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｄａｔａ ｕｎｉｔ）等）でもよい。アグリゲーションフレームに含まれる個々のフレームをサブフレームと呼んでも良い。なお、端末に送信するデータフレームがアグリゲーションフレームの場合、端末が応答する送達確認応答フレームは、各サブフレームに対する送達確認情報を含むＢＡフレームである。

端末１〜４は、データフレームを受信すると、データフレームの受信の成否を検査する。そして、データフレームの受信完了からそれぞれ異なる一定時間後に、送達確認応答フレーム（この例ではＢＡフレーム）６１１、６１２、６１３、６１４を送信する。一例として、端末１は、フレーム受信完了からＳＩＦＳ時間後に送信し、端末２は、フレーム受信完了から２×ＳＩＦＳ時間とＢＡフレーム長との合計時間後に送信し、端末３は、フレーム受信完了から３×ＳＩＦＳ時間と２×ＢＡフレーム長の合計時間後に送信し、端末４は、フレーム受信完了から４×ＳＩＦＳ時間と３×ＢＡフレーム長の合計時間後に送信してもよい。自端末が送信するタイミングは、たとえば後述するユーザポジションに応じて決まるようにしてもよい。なお上述したように、送達確認応答フレームの送信方法は、アップリンク多重方式で送信する方法や、Ｄｅｌａｙｅｄ ＢＡを用いた送信方法など、様々考えられる。

なお、ＡＰ１１がＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯで端末１〜４に送信するフレームは、異なる内容のフレームであっても、同一の内容のフレームでもよい。一般的な表現として、ＡＰまたは複数の端末が第Ｘのフレームを送信または受信すると表現するとき、これらの第Ｘのフレームの内容は同じであっても、異なってもよい。Ｘは任意の値である。複数の第Ｘのフレームは同時に送信する場合、時系列に順番に送信する場合のいずれも含む。

ここで、ＡＰは、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を実現する方法として、同じマルチユーザ送信の対象となり得る複数の端末をまとめてグループとして管理している。グループ毎にユニークな識別子であるグループＩＤ（Ｇｒｏｕｐ ＩＤ）を割り当てている。グループＩＤは、例えばＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１ａｃ−２０１３で規定されたグループＩＤでもよいし、これとは別に定義したＩＤでもよい。グループＩＤは複数のビットで表現され、例えば６ビットでは６４個のグループ（Ｇｒｏｕｐ ＩＤ０〜Ｇｒｏｕｐ ＩＤ６３）を表現できる。ＡＰは、端末がＡＰにアソシエーションプロセス等で接続したタイミングで、端末に１つまたは複数のグループＩＤを割り当てる。ＡＰは、同じグループに属する端末群の中から、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯの対象となる複数の端末を選択する。なお、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯで送信する合計ストリーム数の上限は、ＡＰが具備するアンテナ数以下である。

グループＩＤの割り当て方法は任意でよい。例えば、空間相関が低い端末群に同じグループＩＤを付与する方法、データの送信周期が同じまたは近い端末群に同じグループＩＤを付与する方法、ＡＰからの送信電力が同じまたは近似する端末群に同じグループＩＤを付与する方法、ＡＰから送信するデータ長（データサイズ）が同じまたは近い端末群に同じグループＩＤを付与する方法がある。また、ランダムに端末にグループＩＤを付与する方法でもよい。１つの端末に複数のグループＩＤを付与してよく、本実施形態ではこの場合を想定する。１つのグループＩＤに所属可能な端末数には上限があってもよい。

また、ＡＰは、グループＩＤを割り当てた端末に対して、当該グループＩＤでのユーザポジション（ＵＰ：Ｕｓｅｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を決定する。ユーザポジションは、予め複数（例えば４つ）用意されており、そのうちのいずれか１つを当該端末に付与する。複数のグループＩＤを端末に付与した場合は、グループＩＤごとに、ユーザポジションを決定する。

ＡＰは、端末に割り当てたグループＩＤを含むフレームを送信する。このフレームの例としては、管理フレームである、Ｇｒｏｕｐ ＩＤ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフレームを用いることができる。ただし、送信するフレームは、これに限定されず、他の種類の管理フレームでもよいし、データフレームまたは制御フレームでもよい。

図５に、Ｇｒｏｕｐ ＩＤ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフレームのフォーマット例を示す。フレームボディフィールドには、Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ Ｓｔａｔｕｓ Ａｒｒａｙフィールドと、Ｕｓｅｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ａｒｒａｙフィールドとが含まれる。受信先アドレス（Ａｄｄｒｅｓｓ１）は、当該フレームの送信先の端末のＭＡＣアドレス、送信元アドレス（Ａｄｄｒｅｓｓ２）は、ＡＰのＭＡＣアドレス（ＢＳＳＩＤ）である。

Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ Ｓｔａｔｕｓ Ａｒｒａｙフィールドは、Ｇｒｏｕｐ ＩＤ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフレームの送信先の端末が、どのグループＩＤに属するかを通知するためのフィールドである。図では、Ｇｒｏｕｐ ＩＤ０〜６３に関する所属情報を通知している。例えば、Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ Ｓｔａｔｕｓ Ａｒｒａｙフィールドにおける「Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ Ｓｔａｔｕｓ Ｉｎ Ｇｒｏｕｐ ＩＤ １」が“０”の場合は、上記送信先の端末がＧｒｏｕｐ ＩＤ１には属さないことを表しており、“１”の場合は、Ｇｒｏｕｐ ＩＤ１に属することを表している。

Ｕｓｅｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ａｒｒａｙフィールドは、各グループＩＤにおける端末のユーザポジションを通知するためのフィールドである。図では、Ｇｒｏｕｐ ＩＤ０〜６３におけるユーザポジション（ストリームを識別する情報に相当）を通知している。例えば、Ｕｓｅｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ａｒｒａｙフィールドにおける「Ｕｓｅｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｉｎ Ｇｒｏｕｐ ＩＤ １」が“１”の場合は、Ｇｒｏｕｐ ＩＤ１における端末のユーザポジションが“１”であることを表している。「Ｕｓｅｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｉｎ Ｇｒｏｕｐ ＩＤ １」が予約値であれば、当該グループＩＤにおけるユーザポジションの通知はない（そもそも当該端末はＧｒｏｕｐ ＩＤ１に属さない）ことを表す。

上述したように、端末に、複数のグループＩＤを割り当てることが可能である。この場合、該当する複数のＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐ Ｓｔａｔｕｓ Ｉｎ Ｇｒｏｕｐ がそれぞれ“１”になる。この際、グループＩＤ毎にユーザポジションは同じである必要はなく、割り当てるグループＩＤごとに独立して決めればよい。

ＡＰは、グループＩＤ毎に、それに属する端末群と、当該端末群のそれぞれのユーザポジションとを、グループＩＤテーブルで管理する。グループＩＤテーブルの例を図６に示す。この例では、ＡＰに、少なくとも端末（ユーザ）１〜１５が接続済みである。“Ｇ１”〜“Ｇ６２”は、それぞれグループＩＤ１〜６２を表す。Ｕ１〜Ｕ１５は、ユーザ（端末）１〜１５を表す。セル内の値は、ユーザポジション（ＵＰ：Ｕｓｅｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を表す。ユーザポジションは１〜４で表現しているが、０〜３など、別の値で表現してもよい。なお、アクスポイントは、自装置に接続している端末群を、アソシエーション時に割り当てたＡＩＤまたはＭＡＣアドレスによって管理および識別している。ＭＡＣアドレスとＡＩＤとの対応情報が、メモリ等の記憶装置に格納されている。

一例としてグループＩＤ１には、端末１、２、３、６、７、１０が属する。端末１と端末１０はユーザポジション１、端末２と端末３はユーザポジション２、端末６はユーザポジション３、端末７はユーザポジション４を有する。ＡＰは、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行う場合、１つのユーザポジションに対しては１つの端末のみを選択する。４つのユーザポジションがあるため、４つの端末を選択できる。４つのユーザポジションに割り当てる端末の組み合わせとして、グループＩＤ１に対しては、｛Ｕ１，Ｕ２，Ｕ６，Ｕ７｝、｛Ｕ１，Ｕ３，Ｕ６，Ｕ７｝、｛Ｕ１０，Ｕ２，Ｕ６，Ｕ７｝、｛Ｕ１０，Ｕ３，Ｕ６，Ｕ７｝が可能である。括弧内の左の端末から順番に、ユーザポジション１、２、３、４に対応する。ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信では、ユーザポジション１、２、３、４の順に、それぞれに対して１番目のストリーム、２番目のストリーム、３番目のストリーム、４番目のストリーム、を送信する。したがって、ユーザポジションは、ストリームを識別する情報（ストリーム番号と呼ぶことがある）に相当する。

１つのユーザポジションに対して、複数の候補となる端末が同じグループＩＤに属する場合がある。上記の例ではユーザポジション１に対して端末１と端末１０の可能性がある。このため、端末側では、受信したＭＡＣフレームの受信先アドレス（Ａｄｄｒｅｓｓ１）が自装置のＭＡＣアドレスに一致するかで、当該受信したＭＡＣレームが、自端末宛のフレームか否かを判断できる。

図７に、ＡＰ１１が複数の端末１〜４にＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信するフレームの詳細構成を示す。このような構成のフレームを送信することで、各端末が、自端末が属するグループＩＤを含むパケットを受信した場合に、当該パケットから自端末用のフレームを復号できる。

前提として、各端末は、ＡＰ１１から自装置向けのＧｒｏｕｐ ＩＤ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフレームを受信し、自端末が属する複数のグループＩＤと、グループＩＤ毎の自端末のユーザポジション（ストリーム番号）は把握しているとする。ユーザポジション１の端末には、ストリーム番号１のストリーム、ユーザポジション２の端末には、ストリーム番号２のストリーム、ユーザポジション３の端末には、ストリーム番号３のストリーム、ユーザポジション４の端末には、ストリーム番号４のストリームが送信されるとする。なお、ここでは端末毎に送信されるストリームは１つである場合を想定している。

図７の横軸は時間、縦軸は空間を表す。各端末に送信するＭＡＣフレームは、実際には、フレームに物理ヘッダを付加した物理パケット（または物理フレームと呼ぶ）のデータフィールドに含められる。ＭＡＣフレーム１〜ＭＡＣフレーム４は、ストリーム１〜４で送信されるＭＡＣフレーム（ユーザポジション１〜４の端末に送信されるＭＡＣフレーム）に対応する。物理ヘッダの先頭の一部は、ＡＰのＢＳＳ内の他の端末にも受信できるように、無指向性で全方位へ送信される。特定の方向に指向性を持たせない送信をオムニ送信と呼ぶこともある。物理ヘッダの後半部分およびＭＡＣフレーム１〜４は、それぞれ対応する端末へ指向性のビームで送信される。ＭＡＣフレーム１〜４は、上述したように、各端末宛のパケットのデータフィールドに格納されている。

物理ヘッダの一部（オムニ送信される部分）には、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のグループＩＤ（図の“ＧＩＤ”）が含まれる。また、物理ヘッダ（オムニ送信される部分）には、ユーザポジション毎にストリーム数を表す情報、またはストリームを識別する情報が設定される。図の例では、ＧＩＤフィールドの後に、“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ１“、“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ２“、“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ３“、“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ４“が配置されている。“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰＸ“（Ｘは１〜４のいずれかが入る）は、ユーザポジション（ＵＰ）がＸの端末に対するストリーム数を表す。例えば、“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ１“が１の場合、ユーザポジション１の端末に１つのストリーム（１番目のストリーム、すなわちストリーム番号１のストリーム）を送信していることを意味する。ストリームの１番目から順番に、ユーザポジション１の端末からストリーム数の分だけ割り当てる。

例えばユーザポジション１〜４の端末に、ストリーム番号１〜４のストリームを送信する場合は、“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ１”〜“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ４”の値はそれぞれ１である。

“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ１“が１、“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ２“が０、“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ３“が１、“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ４“が１であれば、ユーザポジション１の端末に１つのストリーム（１番目のストリーム、すなわちストリーム番号１のストリーム）、ユーザポジション２の端末へのストリームはなし、ユーザポジション３の端末へは２番目のストリーム、ユーザポジション４の端末へは３番目のストリームを送信していることを意味する。

“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ１“が２、“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ２“が０、“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ３“が１、“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ４“が１であれば、ユーザポジション１の端末に２つのストリーム（１、２番目のストリーム、すなわちストリーム番号１、２のストリーム）、ユーザポジション２の端末へのストリームはなし、ユーザポジション３の端末へは３番目のストリーム、ユーザポジション４の端末へは４番目のストリームを送信していることを意味する。

本実施形態では、説明の簡単のため、ユーザポジション１〜４の端末に、それぞれ１つのストリームを送信、すなわち、ストリーム番号１〜４のストリームを送信する場合を想定する。なお、端末が複数のストリームを受信するためには、複数のアンテナを具備する必要がある。

本例では、ユーザポジション毎にストリーム数を表す情報を設定したが、ストリームを識別する情報（ストリーム番号など）を設定してもよい。

ＡＰからＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信されるパケットを受信した端末は、物理ヘッダに含まれるグループＩＤが、自端末が属するグループＩＤに一致するかを判断する。一致しない場合は、以降のデータフィールド等の復号を行わない。一方、一致する場合は、当該グループＩＤにおける自端末のユーザポジションに応じた“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ”フィールドを特定し、当該フィールドからストリーム数を検出する。ストリーム数が０であれば、自端末宛のフレームは存在しないと判断し、データフィールドの復号は行わない。ストリーム数が１（もしくは２以上）であれば、データフィールドの復号を行う。復号の方法は特定の方法に限定されず、任意の方法を用いることができる。

一例として、ストリーム番号１〜４に対し、互いに直交するビットパターン（シンボルパターン）である空間分離情報を、それぞれ用意しておく。ＡＰは、ストリーム毎に、該当する空間分離情報を含むプリアンブル部分（ビーム送信されるフィールド部分）を物理ヘッダに設定する。各ストリームのプリアンブル部分は互いに直交するため、仮に複数のストリームが同じ端末が受信されても分離できる。端末は、自端末のストリームに応じた空間分離情報を利用して、プリアンブル部分に対して演算を行い、信号を分離する。当該分離した信号は、当該空間分離情報を表す信号が電波環境により減衰または位相回転の影響を受けた信号である。分離した信号と、当該空間分離情報の信号とから、ダウンリンクの伝搬路情報を算出し、これを利用して、データフィールドを復号する。この方法によれば、各端末は、自端末宛以外のストリームを同時に受信した場合（障害物での反射等によりこのような場合も起こり得る）でも、または自端末宛に２以上のストリームを受信した場合であっても、データフィールドを正しく復号できる。

なお、上記の物理ヘッダのプリアンブル部分としては、一例として、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃで定義されたＶＨＴ ＰＰＤＵフォーマットのＶＨＴ−ＬＴＦフィールドを用いることができる。ＶＨＴ−ＬＴＦフィールドは１シンボル（４μｓ）に対応し、複数のＶＨＴ−ＬＴＦフィールドを設定できる。上記の空間分離情報としては、直交行列の各行または各列を用いることができる。また、グループＩＤ（ＧＩＤ）およびストリーム数（“ＮＳＴＳ Ｆｏｒ ＵＰ”）の情報は、ＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａフィールドに設定できる。

図８に、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格におけるＶＨＴ ＰＰＤＵフォーマットを示す。このフォーマットは、ＬｅｇａｃｙプリアンブルとＶＨＴ ｐｏｒｔｉｏｎ とを含む。Ｌｅｇａｃｙプリアンブルは、Ｌ−ＳＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ−Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）、Ｌ−ＬＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ−Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）、Ｌ−ＳＩＧ（Ｌｅｇａｃｙ Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄ）を含む。ＶＨＴ ｐｏｒｔｉｏｎ は、ＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａ（Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ−Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄ −Ａ）、ＶＨＴ−ＳＴＦ、複数のＶＨＴ−ＬＴＦ（ＶＨＴ−ＬＴＦｓ）、ＶＨＴ−ＳＩＧ−Ｂ、ＶＨＴ−Ｄａｔａを含む。ＶＨＴ−ＤａｔａフィールドにはＭＡＣフレームが格納される。Ｌｅｇａｃｙプリアンブルは、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａなど、レガシー規格が認識可能なフィールドであり、信号検出のための情報、周波数補正のための情報、伝送速度の情報などが格納される。

なお、各端末へ送信されるストリームが１つであり、かつストリーム間の空間分離が十分であれば、上述したダウンリンクの伝搬路情報の算出等を行わずに、受信したパケットのデータフィールドを直接復号する方法もあり得る。この場合、端末は、自端末のユーザポジションに対するストリーム数が１であることを確認したら、データフィールドを復号すればよい。

ここで、本実施形態では、ＡＰが、端末へグループＩＤを通知する負荷や、通信効率を考慮して、グループＩＤの割り当てを適切に実現することを特徴の１つとする。１つのグループＩＤに属する端末数を多くすると、１つのグループＩＤで、マルチユーザ伝送のための端末組み合わせを多く管理できる。しかしながら、当該グループＩＤに対して、マルチユーザ伝送する端末の組み合わせを決定するための探索の時間が長くなる問題や、端末の組み合わせを記憶するためのメモリ容量が大きくなる問題がある。またグループＩＤに所属可能な端末数が上限に達した場合、後からＡＰにアソシエーションする端末を、適切なグループＩＤに登録できなくなる可能性もある。一方、１つのグループＩＤに所属可能な端末数を少なくすると、効率的なマルチユーザ伝送を行うための端末の組み合わせ数が少なくなり、効率的なＤＬ−ＭＵ伝送のための端末の組み合わせを選択できなくなる可能性もある。全端末に対するグループＩＤの再割り当て（テーブル全体の再構築）を高い頻度で行うことで、グループＩＤごとに効率的な通信の可能な端末の組み合わせを多数維持することも考えられる。しかしながら、全端末に、再割り当てしたグループＩＤ（およびユーザポジション等）を通知する必要があり、ＡＰの負荷が高くなる。そこで、本実施形態では、ＡＰの負荷や、通信効率を考慮しつつ、グループＩＤの割り当てを適切な方法で実現する。

グループＩＤの割り当て方法として、新たなユーザ（端末）がＡＰにアソシエーションするごとに、既存の端末も含めて、グループＩＤテーブル全体を再構築する方法（第１方法）がある。すなわち、新たな端末がＡＰのＢＳＳに新たに属するごとに、当該新たな端末と、接続属の端末との全てに対してグループＩＤの再割り当てを行う方法である。この方法では、同じグループＩＤに、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯで相性の良い端末をまとめやすい利点がある。しかしながら、全端末にグループＩＤおよびユーザポジション等を通知する必要があるため、負荷がかかる。

第２の方法として、新たに端末がＡＰにアソシエーションした場合、既存の端末についてはグループＩＤの再割り当てを行わず、新たにアソシエーションした端末のみ、グループＩＤを割り当てる方法である。この方法では、新たな端末にのみ、グループＩＤ等の通知を行えばよいため、通知のための負荷が低い利点がある。一方、後から接続する端末ほど、グループＩＤに登録可能な端末数の制約により、適切または最適なグループＩＤに登録できなくなる可能性がある。この場合、端末間の公平性に欠け、また効率的な組み合わせでＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯを実施できなくなる可能性がある。

本実施形態では、上述の第１方法および第２方法の特徴を踏まえて、負荷を抑えた、公平で効率的なグループＩＤの割り当ての手法を提案する。

（本実施形態に係るテーブル管理）
本実施形態では、ＡＰに端末が接続した際、ＡＰに接続している端末数が予め定めた閾値（１つ、または段階的に複数設定される）に達すると、新たに接続した端末を含むすべての端末を対象に、グループＩＤの再割り当て処理（テーブル全体の再構築）を行う。一例として、閾値として、Ｋ＋１、２Ｋ＋１、３Ｋ＋１・・・に達するごとに、新たに接続した端末を含む全端末に対してグループＩＤの再割り当てを行う。また、各端末に、割り当てたグループＩＤごとに、ユーザポジションを決定する。なお、“２Ｋ”は、２とＫの乗算を表す。“Ｋ＋２”は、Ｋと２の加算を表す。そして、すべての端末にそれぞれ、グループＩＤとユーザポジションの情報を通知する。一方、それ以外の場合、すなわち、閾値に達しない場合は、新たに接続した端末のみにグループＩＤの割り当て処理を行い、グループＩＤ毎のユーザポジションを決定する。当該端末にのみ、グループＩＤとユーザポジションの情報を通知する。

具体的には、新たにＡＰにユーザ（端末）が接続するごとに、ＡＰの端末接続数（ＡＰに接続している端末の合計数）をカウントする。カウント値、すなわち、当該新規の端末を含めＡＰに接続されている全ユーザ（端末）の台数が、閾値Ｋ＋１に達しない場合、すなわち、Ｋ以下の場合は、新規の端末のみ、複数のグループＩＤを割り当て、ユーザポジションを決定する。そして、当該新規の端末に割り当てたグループＩＤおよびユーザポジションの情報を、当該新規の端末に通知する。割り当てるグループＩＤの個数は、端末接続数（カウント値）がＫ以下の場合は、一例として、α１個とする。つまり、新たに端末が接続されるごとに、カウント値がＫ以下であれば、当該端末にα１個のグループＩＤを割り当てる。α１の値は、一例として、システムまたは仕様で保持できる１つのグループＩＤ当たりの最大の端末組み合わせ数と、上記Ｋの値（閾値Ｋ＋１から１を減算した値）とに応じて決定してもよい。この詳細は後述する。

ユーザポジションは所定の方法に従って決定する。例えば１つのグループＩＤにおいて、４つのユーザポジションに割り当たる端末数が均等になるようにする。つまり、特定のユーザポジションに端末が集中して割り当たらないように割り当てを行う。別の例として、例えばユーザポジション１に特定の端末のみを割り当て、それ以外の端末は、残りのユーザポジション２〜４で均等な割り当てとなるように、ユーザポジション１〜４の割り当てを行う方法なども可能である。ここで述べた方法に限定されず、どのような方法でもよい。

カウント値がＫ＋１に達した場合、すなわち、ＡＰに接続した端末数がＫ＋１台目に達した場合に、当該接続した端末および既存の端末のすべてを対象に、グループＩＤの再割り当て（グループＩＤテーブル全体の再構築）を行う。この際、各端末には、α２個のグループＩＤを割り当てる。α２は、α１より小さい値である。また、各端末には、割り当てたグループＩＤごとに、ユーザポジションを決定する。そして、すべての端末に、それぞれ割り当てたグループＩＤおよびユーザポジションの情報を通知する。

この後、さらに端末が新たにＡＰに接続した場合、カウント値が、２番目の閾値２Ｋ＋１に達したかを判断する。当該閾値に達しない場合、すなわち、Ｋ＋２以上かつ２Ｋ以下の場合は、当該新たに接続した端末にのみ、α２個のグループＩＤの割り当てと、グループＩＤ毎のユーザポジションの決定を行う。そして、当該端末に、割り当てたグループＩＤおよびユーザポジションの情報を通知する。

α２の値は、システムまたは仕様で保持できる最大の端末組み合わせ数と、上記２Ｋの値（２番目の閾値２Ｋ＋１から１を減算した値）とに応じて決定してもよい。この詳細は後述する。

図９および図１０は、本実施形態に係るグループＩＤ割り当ての具体例を説明するための図である。１つのグループＩＤあたり、４つのユーザポジションに対して割り当て可能な端末の最大の組み合わせ数を１６としている。また、前述した閾値（Ｋ＋１、２Ｋ＋１、３Ｋ＋１・・・）を決定するためのＫを１０としている。図９の上図は、ＡＰに接続している端末が１０台になったときのテーブル例を示している。図９の下図は、ＡＰに接続している端末が１１（＝Ｋ＋１）台になったときのテーブル例を示している。図１０は、ＡＰに接続している端末が２０台になったときのテーブル例を示している。なお、本例ではグループＩＤ数は１０としているが、実際にはこれより多くても少なくてもかまわない。

ユーザポジションは４つ存在し、ユーザポジションの割り当てルールとして、ユーザポジションごとに均等に端末を割り当てる（例えば同数の端末を割り当てる）とする。この場合、１つのグループＩＤあたりに保持できる最大組み合わせ数を１６とすると、１つのグループＩＤに所属可能なユーザ数（端末数）は最大で８である。ユーザ数（端末数）をＭで表すと、（Ｍ／４）＾４が１６以下となるように、Ｍを求めると８となる。

図９の上図において、グループＩＤ１では、端末１、５がユーザポジション１、端末２、６がユーザポジション２、端末３、７がユーザポジション３、端末４、８がユーザポジション４を割り当てられている。各ユーザポジションに対して２台の端末（ここでは同数の端末）が割り当てられている。したがって、ユーザポジション１〜４に対する端末の可能な組み合わせ数は１６である。他のグループＩＤも同様に、ユーザポジションごとに２台の端末が割り当てられている。

図９の上図では、各端末に割り当てられるグループＩＤ数（α１に対応）は８である。これは、以下の式で計算している。
Ｍ×グループＩＤ数／Ｋ＝８×１０／１０＝８

この式は、一例であり、１つのグループＩＤに所属可能なユーザ数Ｍと、Ｋに依存している。さらにＭは、上述したように、１つのグループＩＤあたり保持できる最大組み合わせ数に依存する。ＡＰへの接続端末数が１以上１０（＝Ｋ）以下の間は、ＡＰに接続した端末にはα１個のグループＩＤ数が割り当てられる。

図９の下図では、ＡＰへ接続された端末数が１１になっており、各端末に割り当てるグループＩＤ数（α２に対応）は４に変更される。これは、一例として、以下の式で計算している。
Ｍ×グループＩＤ数／２Ｋ＝８×１０／２０＝４

この式は、一例であり、１つのグループＩＤに所属可能なユーザ数Ｍと、２Ｋに依存している。さらにＭは、上述したように、１つのグループＩＤあたり保持できる最大組み合わせ数に依存する。

端末に割り当てるグループＩＤ数が変更になったことにより、ＡＰへ新たに接続した端末と、既存の端末との１１台の端末のすべてについて、グループＩＤの再割り当てを行う。これらの端末のそれぞれに４つのグループＩＤを新たに割り当てる。また端末ごとに、４つのグループＩＤでのユーザポジションの決定も行う。そして、各端末に、それぞれ割り当てた４個のグループＩＤと、各グループＩＤでのユーザポジションの情報とを通知する。

図９の下図の状態の後、さらに新たに端末が接続されるごとに、当該端末のみ、４個のグループＩＤの割り当てと、ユーザポジションの決定とを行う。そして、当該端末に、割り当てたグループのグループＩＤと、ユーザポジションの情報とを通知する。ＡＰに接続される端末数が２０になったときのテーブルが図１０に示されている。

この後、新たに端末がＡＰに接続され、端末数が２１（＝２Ｋ＋１）になったときは、当該２１台のすべての端末について、グループＩＤの再割り当てと、各グループＩＤでのユーザポジションの決定を行う。割り当てるグループＩＤ数は、α３個である。α３は、α２より小さい値である。α３の値は、α１，α２と同様にして算出すればよい。そして、ＡＰは、全端末に、それぞれ割り当てたα３個のグループＩＤと、グループＩＤ毎のユーザポジションの情報とを通知する。

このように本実施形態では、ＡＰに新たに端末が接続された場合、ＡＰに接続されている端末数が閾値に達しない場合は、新たに接続された端末のみα１個のグループＩＤの割り当ておよびユーザポジションの決定を行う。そして、当該端末にのみグループＩＤとユーザポジションの情報を通知する。一方、端末数が閾値に達した場合は、当該新たに接続した端末と、接続済みの端末とのすべての端末に対してそれぞれ、α２（＜α１）個のグループＩＤの再割り当て（テーブル全体の再構築）と、グループＩＤ毎のユーザポジションの決定を行う。そして、すべての端末に、割り当てたα２個のグループＩＤと、ユーザポジションの情報を通知する。閾値を段階的に複数設定し（Ｋ＋１、２Ｋ＋１、３Ｋ＋１・・・）、大きな閾値に達するほど、割り当てるグループＩＤ数が小さくなるようにする。このようにすることで、ＡＰへ接続する端末が増えた場合にも、各端末が属するグループＩＤ数を同じできるとともに、効率的な通信の端末の組み合わせを可能とするグループＩＤを端末に割り当てることができるため、端末間の不公平を無くし、通信効率も高めることができる。

（変形例１）
上述した実施形態では、ＡＰに接続する端末数が増加する場合を示したが、減少する（例えばディスアソシエーションプロセスにより端末がＡＰと切断する）場合も同様にして実施できる。例えば端末数がＫより大きな値から減少して、Ｋに達した場合は、Ｋ台のすべての端末について、当該α１個分のグループＩＤの再割り当てと、各グループＩＤでのユーザポジションの決定を行う（テーブル全体の再構築）。この場合、ＡＰに接続している端末に割り当てられるグループＩＤ数は、α２からα１に増加することになる。なお、閾値で前後して頻繁に端末の増減が繰り返されると、テーブル全体の再構築が繰り返され、通知の負荷が高くなる。このため、端末数が減少する場合は、増加の場合と異なる閾値を設定してもよい。例えばＫ−Ｌ（Ｌは正の整数）を閾値とし、端末数がＫより大きい場合、端末数の減少によりＫになっても、Ｋ−Ｌになるまでは、テーブル全体の再構築は行わないようにしてもよい。

（変形例２）
上述した実施形態では、閾値（Ｋ＋１、２Ｋ＋１、・・・）は固定であったが、ＡＰに接続される端末数の変動レートに応じて、閾値を変動させてもよい。例えば一定時間あたりの端末接続数の増加数（増加レート）が所定値以上になった場合は、閾値を大きくしてもよい。具体的に、（次に到達する）閾値を一定値もしくは一定割合大きくしてもよいし、当該次に達する閾値に加え、それ以降のすべての閾値を同様にして大きくしてもよい。これによりテーブル全体の再構築の頻度を下げ、ＡＰの負荷を低減できる。端末接続数の減少の場合も同様に、減少レートに応じて閾値を変更してもよい。

（変形例３）
上述した実施形態では、閾値で区画される範囲ごとに、各端末に割り当てるグループＩＤ数は同じであった。別の方法として、端末へ送信するデータの優先度に応じて、割り当てるグループＩＤ数を調整してもよい。例えば優先度として、端末へ送信するデータ種別に応じて、割り当てるグループＩＤ数を変更してもよい。具体的に、端末へ送信するデータの優先度が高い場合には、割り当てるグループＩＤ数を多くし、当該データの優先度が低い場合には、割り当てるグループＩＤ数を少なくする。上述の実施形態の例に基づけば、優先度が所定値より高い場合は、優先度に応じた値をα１に加算した値、優先度が所定値に一致する場合はα１、所定値未満の場合は、優先度に応じた値をα１から減算した値を、割り当てるグループＩＤ数としてもよい。優先度は、前述したＴＩＤでもよいし、ＡＣ（アクセスカテゴリ）を用いてもよいし、その他の種類のものでもよい。

（変形例４）
また上述した実施形態では、ダウンリンクマルチユーザ（ＤＬ−ＭＵ）伝送として、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯの例を示したが、ダウンリンクのＯＦＤＭＡ（ＤＬ−ＯＦＤＭＡ）を用いてもよい。この場合、前述したストリームを、リソースユニットと読み替えて、同様にして実施可能である。また、ＤＬ-ＯＦＤＭＡと、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯとを組み合わせた方式でもよい。この組み合わせた方式では、送信対象となる複数の端末を複数の組に分割し、組ごとに１つのビームを生成する。１つのビームでは、同じ組に属する複数の端末に対しＤＬ-ＯＦＤＭＡで複数のフレームを送信する。

図１１は、ＡＰ１１に搭載される無線通信装置の機能ブロック図である。前述したように、ＡＰ１１は、少なくとも図１に示した端末１〜６側のネットワークに接続され、さらに、これとは別のネットワークに接続されることもできる。図１１では、端末１〜６側のネットワークに接続される無線通信装置の構成を示している。

ＡＰ１１の無線通信装置は、制御部１０１と、送信部１０２と、受信部１０３と、アンテナ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄと、バッファ１０４とを備えている。アンテナの個数はここでは４つであるが、これに限定されない。制御部１０１は、端末との通信を制御する制御部またはベースバンド集積回路に対応し、送信部１０２と受信部１０３は、アンテナを介してフレームを送受信する無線通信部またはＲＦ集積回路を形成する。制御部１０１の処理、および送信部１０２と受信部１０３のデジタル領域の処理の全部または一部は、ＣＰＵ等のプロセッサで動作するソフトウェア（プログラム）によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、これらのソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。ＡＰは、制御部１０１、送信部１０２および受信部１０３の全部または一部の処理を行うプロセッサを備えてもよい。

バッファ１０４は、上位層と制御部１０１との間で、フレームまたはデータ等を受け渡しするための記憶部である。バッファ１０４はＤＲＡＭ等の揮発性メモリでもよいし、ＮＡＮＤ、ＭＲＡＭ等の不揮発メモリでもよい。上位層は、別のネットワークから受信したフレームを端末１〜６側のネットワークへの中継のためバッファ１０４に格納してもよい。また、端末側のネットワークから受信したフレームまたはそのペイロードを、制御部１０１からバッファ１０４を介して受けとってもよい。上位層は、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰなど、ＭＡＣ層の上位の通信処理を行ってもよい。または、上位層は、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰ制御部１０１で行い、上位層では、それより上位のアプリケーション層の処理を行ってもよい。上位層の動作は、ＣＰＵ等のプロセッサによるソフトウェア（プログラム）の処理によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。

制御部１０１は、主としてＭＡＣ層の処理、物理層の処理（例えばマルチユーザ伝送の処理等）を行う。制御部１０１は、送信部１０２および受信部１０３を介して、フレーム（より詳細にはフレームに物理ヘッダを付加した物理パケット）を送受信することで、各端末との通信を制御する。また制御部１０１は、定期的にＡＰのＢＳＳ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）の属性および同期情報等を通知するため、ビーコンフレームを送信するよう制御してもよい。また、制御部１０１は、クロックを生成するクロック生成部を含み、クロック生成部で生成するクロックを利用して、内部時間を管理してもよい。制御部１０１は、クロック生成部で作ったクロックを、外部に出力してもよい。あるいは、制御部１０１は、外部のクロック生成部で生成してクロックの入力を受け、当該クロックを利用して、内部時間を管理してもよい。

制御部１０１は、端末からのアソシエーション要求を受けて、アソシエーションプロセスを行い、お互いの能力・属性等の必要な情報（ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ等のマルチユーザ伝送を実施可能か否かの能力情報を含んでもよい）を交換することで、当該端末と無線リンクを確立する。必要に応じて、事前に端末との間で認証プロセスを行ってもよい。制御部１０１は、バッファ１０４を定期的に確認することで、ダウンリンク送信用のデータが存在するか等、バッファ１０４の状態を把握する。または、制御部１０１は、バッファ１０４等の外部からのトリガによりバッファ１０４の状態を確認する。

制御部１０１は、無線リンクを確立した（すなわち自装置に接続した）端末に、グループＩＤを割り当て、また当該グループＩＤでのユーザポジションを割り当てる。より詳細には、制御部１０１は、端末接続数が、閾値（例えば前述したＫ＋１）に達したかを判断し、達していない場合は、管理している複数のグループＩＤの中から、例えばα１個のグループＩＤを選択して、端末に割り当てる。選択の際は、グループＩＤに所属可能な端末数の上限値に達していないグループＩＤの中から選択する。また、割り当てたグループＩＤのそれぞれごとに、端末のユーザポジション（ストリームを識別するための情報（ストリーム番号等）に対応）を決定する。ユーザポジションの決定は、一例として、各ユーザポジションに均等数の端末が割り当たるようにするなど、所定のルールに従って行う。ＡＰは、端末に割り当てたグループＩＤとユーザポジションの情報とを含むフレーム（例えばＧｒｏｕｐ ＩＤ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフレーム）を、当該端末にシングルユーザ送信（ユニキャスト送信）する。α１の値は、上述したように、一例として、１つのグループＩＤに所属可能な端末数および閾値に応じて決定してもよい。

制御部１０１は、端末接続数が、閾値（例えば前述したＫ＋１）に達した場合は、今回接続した端末と、接続済みの端末との全ての端末について、グループＩＤの再割り当て処理を行う。制御部１０１は、端末ごとに、例えばα２（＜α１）個のグループＩＤを選択し、割り当てる。この際、グループＩＤごとに、所属可能な端末数の上限値に達しないようにする。また、各端末に、グループＩＤのそれぞれごとに、ユーザポジション（ストリームを識別するための情報に対応）を決定する。ユーザポジションの決定は、一例として、各ユーザポジションに均等数の端末が割り当たるようにするなど所定のルールに従って行う。ＡＰは、端末ごとに、割り当てたグループＩＤとユーザポジションの情報とを含むフレーム（例えばＧｒｏｕｐ ＩＤ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフレーム）を生成し、シングルユーザ送信（ユニキャスト送信）する。α２の値は、上述したように、一例として、１つのグループＩＤに登録可能な端末数および閾値に応じて決定してもよい。

制御部１０１は、任意のタイミングで、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯの開始を決定する。管理している複数のグループＩＤから１つのグループＩＤを選択する。選択したグループＩＤに属する端末群の中から、ユーザポジションごとに１つの端末を選択する。グループＩＤの選択方法は任意でよい。例えば、各ユーザポジションでダウンリンク送信するデータが存在する端末の組み合わせが属するグループＩＤを選択してもよい。または、ダウンリンク送信するデータが存在する端末が少なくとも１つまたは所定数以上属するグループＩＤを選択してもよい。ここで述べた例は一例であり、どのような方法で選択してもよい。

選択したグループＩＤに属する端末群から複数の端末を選択し、選択した端末宛のフレーム（例えばデータフレーム）を生成して、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信する。選択する端末は任意の方法で決定すればよい。例えば、各ユーザポジションでダウンリンク送信するデータが存在する端末群を選択してもよい。または、各ユーザポジションでデータ長が同じまたは近い端末群を選択してもよい。その他の方法で選択してもよい。送信するフレームの物理ヘッダには、選択したグループＩＤを設定し、各ユーザポジションにストリーム数（またはストリームを識別する情報）を設定する。フレームのＭＡＣヘッダの受信先アドレスは、選択した端末のＭＡＣアドレスである。送信元アドレスは、ＡＰのＭＡＣアドレス（ＢＳＳＩＤ）である。

制御部１０１は、フレーム（より詳細にはフレームに物理ヘッダを付加した物理パケット）を送信する際、一例として、送信前にＣＳＭＡ／ＣＡに従って、キャリアセンスを行い、無線媒体へのアクセス権を獲得できたら、フレームに符号化および変調処理（ＭＩＭＯ変調を含む）などの処理を行い、送信部１０２に出力する。送信部１０２は、入力されたフレーム（より詳細には物理ヘッダを付加した物理パケット）に、ＤＡ変換、所望帯域成分を抽出するフィルタ処理、周波数変換（アップコンバート）等を行い、これらにより得られた信号をプリアンプで増幅して、複数のアンテナから空間に電波として放射する。なお、シングルユーザ送信またはオムニ送信の場合、各アンテナに対応する送信系統毎に物理層の処理を行って、同時に同じ信号を送信してもよいし、１つの送信系統のみを用いて送信してもよい。複数のアンテナを使って、送信の指向性を制御することも可能である。

アンテナで受信された信号は、受信部１０３において、それぞれアンテナに対応する受信系統ごとに処理される。各アンテナの受信信号は、それぞれ受信系統において低雑音増幅器（ＬＮＡ：Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）により増幅され、周波数変換（ダウンコンバート）され、フィルタリング処理で所望帯域成分が抽出される。各抽出された信号は、さらにＡＤ変換によりデジタル信号に変換されて、制御部１０１にパケットが入力される。各受信系統で受信された信号をダイバーシティ技術により合成してもよい。または、１本のアンテナのみ受信部１０３に接続し、残りのアンテナは受信部１０３に接続しない構成で受信を行うことも可能である。

制御部１０１は、受信したパケットに復調および誤り訂正復号等の処理を行ってフレームを取得し、フレームのＣＲＣ検査（アグリゲーションフレームの場合は、アグリゲーションフレーム内の複数のデータフレームごとにＣＲＣ検査）を行う。制御部１０１は、端末からのフレームの受信完了から予め定めた時間後に、送達確認応答フレーム（より詳細には物理ヘッダを付加したパケット）を送信する。送信部１０２は、送達確認応答フレームにＤＡ変換、所望帯域成分を抽出するフィルタ処理、周波数変換（アップコンバート）等を行い、これらにより得られた信号をプリアンプで増幅して、１つまたは複数のアンテナから空間に電波として放射する。

制御部１０１は、フレームで各端末に通知する情報、または各端末から通知された情報、またはこれらの両方を格納するための記憶装置にアクセスして当該情報を読み出してもよい。記憶装置は、内部メモリでも、外部メモリでもよく、揮発性メモリでも不揮発メモリでもよい。また、記憶装置は、メモリ以外に、ＳＳＤ、ハードディスク等でもよい。

上述した、制御部１０１と送信部１０２の処理の切り分けは一例であり、上述した形態とは別の形態も可能である。例えばデジタル領域の処理およびＤＡ変換までは、制御部１０１で行い、ＤＡ変換より後の処理を、送信部１０２で行うようにしてもよい。制御部１０１と受信部１０３の処理の切り分けも同様に、ＡＤ変換より前までの処理を、受信部１０３で行い、ＡＤ変換後の処理を含むデジタル領域の処理を、制御部１０１で行うようにしてもよい。

一例として、本実施形態に係るベースバンド集積回路は、送信時のデジタル領域の処理およびＤＡ変換を行う部分と、受信時のＡＤ変換以降の処理を行う部分とに対応し、ＲＦ集積回路は、送信時おＤＡ変換より後の処理を行う部分と、受信時のＡＤ変換より前の処理を行う部分に対応する。本実施形態に係る無線通信用集積回路は、ベースバンド集積回路およびＲＦ集積回路のうち、少なくともベースバンド集積回路を含む。ここで述べた以外の方法でブロック間の処理、あるいはベースバンド集積回路およびＲＦ集積回路間の処理を切り分けてもよい。

図１２は、端末に搭載される無線通信装置の機能ブロック図である。図１の端末１〜６に搭載される無線通信装置は、いずれも図１２の構成を有する。

無線通信装置は、制御部２０１と、送信部２０２と、受信部２０３と、少なくとも１つのアンテナ１と、バッファ２０４とを備えている。制御部２０１は、ＡＰ１１との通信を制御する制御部またはベースバンド集積回路に対応し、送信部２０２と受信部２０３は、フレームを送受信する無線通信部またはＲＦ集積回路に対応する。制御部２０１の処理、および送信部２０２と受信部２０３のデジタル領域の処理の全部または一部は、ＣＰＵ等のプロセッサで動作するソフトウェア（プログラム）によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、これらのソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。端末は、制御部２０１、送信部２０２および受信部２０３の全部または一部の処理を行うプロセッサを備えてもよい。

バッファ２０４は、上位層と制御部２０１との間で、フレームまたはデータ等を受け渡しするための記憶部である。バッファ２０４はＤＲＡＭ等の揮発性メモリでもよいし、ＮＡＮＤ、ＭＲＡＭ等の不揮発メモリでもよい。上位層は、他の端末、ＡＰ１１、またはサーバ等の他のネットワーク上の装置に送信するフレームを生成して、バッファ２０４に格納したり、他の端末、ＡＰまたは装置等から受信したフレームまたはそのペイロードを制御部２０１からバッファ２０４を介して受け取ったりする。上位層は、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰなど、ＭＡＣ層の上位の通信処理を行ってもよい。また、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰは制御部２０１で処理し、上位層は、これより上位のアプリケーション層の処理を行ってもよい。上位層の動作は、ＣＰＵ等のプロセッサによるソフトウェア（プログラム）の処理によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。

制御部２０１は、主としてＭＡＣ層の処理を行う。制御部２０１は、送信部２０２および受信部２０３を介して、ＡＰ１１とフレームを送受信することで、ＡＰ１１との通信を制御する。また、制御部２０１は、クロックを生成するクロック生成部を含み、クロック生成部で生成するクロックを利用して、内部時間を管理してもよい。制御部２０１は、クロック生成部で作ったクロックを、外部に出力してもよい。あるいは、制御部２０１は、外部のクロック生成部で生成してクロックの入力を受け、当該クロックを利用して、内部時間を管理してもよい。

制御部２０１は、一例としてビーコンフレームを受信してＡＰ１１のＢＳＳの属性および同期情報を把握した後、ＡＰ１１にアソシエーション要求を行ってアソシエーションプロセスを行う。これにより、お互いの能力・属性等の必要な情報（ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯを実施可能か否かの能力情報を含んでもよい）を交換することで、当該ＡＰ１１と無線リンクを確立する。必要に応じて、事前にＡＰとの間で認証プロセスを行ってもよい。制御部２０１は、バッファ２０４を定期的に確認することで、アップリンク送信するデータが存在するか等、バッファ２０４の状態を把握する。または、制御部２０１は、バッファ２０４等の外部からのトリガによりバッファ２０４の状態を確認する。制御部２０１は、ＡＰ１１へ送信するデータの存在を確認したら、ＣＳＭＡ／ＣＡ等に基づき無線媒体へのアクセス権（送信権）を獲得後、当該データを含むフレーム（より詳細には物理ヘッダを付加した物理パケット）を、送信部２０２およびアンテナ１Ａを介して送信してもよい。なお、アクセス権の獲得は、ＡＰにＲＴＳフレームを送信し、ＣＴＳフレームを受信することで行ってもよい。

送信部２０２は、制御部２０１から入力されたフレームにＤＡ変換や、所望帯域成分を抽出するフィルタ処理、周波数変換（アップコンバート）等を行い、これらにより得られた信号をプリアンプで増幅して、１つまたは複数のアンテナから空間に電波として放射する。なお、複数のアンテナを備える場合、アンテナから同時に同じ信号を送信してもよい。または、複数のアンテナを使って、送信の指向性を制御することも可能である。

アンテナ１Ａで受信された信号は、受信部２０３において処理される。受信された信号は、受信部２０３においてＬＮＡにより増幅され、周波数変換（ダウンコンバート）され、ファイルタリング処理で所望帯域成分が抽出される。抽出された信号は、さらにＡＤ変換によりデジタル信号に変換されて、制御部２０１に出力される。制御部２０１では、復調、誤り訂正復号、物理ヘッダの処理が行われ、データフレーム等のフレームが取得される。

制御部２０１は、ＡＰからＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信されるパケットを受信した場合、物理ヘッダに自端末が属するグループＩＤが設定されているかを確認する。当該グループＩＤが設定されている場合、このグループＩＤに対応する自装置のユーザポジションのフィールドから、ストリーム数（またはストリームを識別するための情報）を読み出し、読み出した値に応じて復号を行うことで、フレームを取得する。フレームのＭＡＣヘッダの受信先アドレス（Ａｄｄｒｅｓｓ１）が自端末のＭＡＣアドレスに一致すれば、当該フレームを自端末宛のフレームとして処理する。一致しなければ、当該フレームは他端末宛のフレームであるとして、廃棄等する。

制御部２０１は、受信したフレームのＣＲＣ検査（アグリゲーションフレームの場合は、アグリゲーションフレーム内の複数のデータフレームごとにＣＲＣ検査）を行う。制御部２０１は、フレームの受信完了からＳＩＦＳ等の一定時間後に、送達確認応答フレームを、送信部２０２を介して送信する。

制御部２０１は、データフレーム等のフレームをＡＰ１１に送信した場合、送信完了からＳＩＦＳ等の一定時間後、ＡＰ１１から送信される送達確認応答フレームを、受信部２０３を介して受信する。制御部２０１は、データフレーム（アグリゲーションフレームの場合は集約されている個々のデータフレーム）の送信に成功したかを判断する。

制御部２０１は、ＡＰ１１に通知する情報、またはＡＰ１１から通知した情報、またはこれらの両方を格納するための記憶装置にアクセスして情報を読み出してもよい。記憶装置は、内部メモリでも、外部メモリでもよく、揮発性メモリでも不揮発メモリでもよい。また、記憶装置は、メモリ以外に、ＳＳＤ、ハードディスク等でもよい。

上述した、制御部２０１と送信部２０２の処理の切り分けは一例であり、上述した形態とは別の形態も可能である。例えばデジタル領域の処理およびＤＡ変換までは、制御部２０１で行い、ＤＡ変換より後の処理を、送信部２０２で行うようにしてもよい。制御部２０１と受信部２０３の処理の切り分けも同様に、ＡＤ変換より前までの処理を、受信部２０３で行い、ＡＤ変換後の処理を含むデジタル領域の処理を、制御部２０１で行うようにしてもよい。

一例として、本実施形態に係るベースバンド集積回路は、送信時のデジタル領域の処理およびＤＡ変換を行う部分と、受信時のＡＤ変換以降の処理を行う部分とに対応し、ＲＦ集積回路は、送信時のＤＡ変換より後の処理を行う部分と、受信時のＡＤ変換より前の処理を行う部分に対応する。本実施形態に係る無線通信用集積回路は、ベースバンド集積回路およびＲＦ集積回路のうち、少なくともベースバンド集積回路を含む。ここで述べた以外の方法でブロック間の処理、あるいはベースバンド集積回路およびＲＦ集積回路間の処理を切り分けてもよい。

図１３は、本実施形態に係るＡＰの動作のフローチャートである。ＡＰは、端末からのアソシエーション要求フレームを受けて、アソシエーションプロセスを行い、端末の接続を許可することを決定した場合、端末にＡＩＤを割り当て、ＡＩＤを含むアソシエーション応答フレームを送信する。これによりＡＰに端末が接続される（Ｓ１０１）。

ＡＰは、端末接続数（ＡＰに接続している端末の合計接続数）が、閾値（例えば前述したＫ＋１）に達したかを判断し（Ｓ１０２）、達していない場合は、複数のグループＩＤの中から、α１個のグループＩＤを選択して、端末に割り当てる（Ｓ１０３）。選択の際は、グループＩＤに所属可能な端末数の上限値に達していないグループＩＤの中から選択する。また、割り当てたグループＩＤのそれぞれごとに、端末のユーザポジション（ストリームを識別するための情報（ストリーム番号等）に対応）を決定する（同Ｓ１０３）。ユーザポジションの決定は、一例として、各ユーザポジションに均等数の端末が割り当たるようにするなど、所定のルールに従って行う。ＡＰは、割り当てたグループＩＤとユーザポジションの情報とを含むフレーム（例えばＧｒｏｕｐ ＩＤ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフレーム）を、当該端末にシングルユーザ送信（ユニキャスト送信）する（Ｓ１０４）。

ＡＰは、端末接続数が、閾値（例えば前述したＫ＋１）に達した場合は、今回接続した端末、および接続済みの端末との全端末について、グループＩＤの再割り当てを行うことを決定する（Ｓ１０５）。ＡＰは、端末ごとに、α２（＜α１）個のグループＩＤを選択し、割り当てる。この際、グループＩＤごとに、所属可能な端末数の上限値に達しないようにする。また、各端末に、グループＩＤのそれぞれごとに、ユーザポジション（ストリームを識別するための情報に対応）を決定する。ユーザポジションの決定は、一例として、各ユーザポジションに均等数の端末が割り当たるようにするなど、所定のルールに従って行う。ＡＰは、各端末に、割り当てたグループＩＤとユーザポジションの情報とを含むフレーム（例えばＧｒｏｕｐ ＩＤ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフレーム）を生成し、シングルユーザ送信（ユニキャスト送信）する（Ｓ１０６）。

ＡＰは、ＤＬ−ＭＵ伝送の実行を決定した場合、管理している複数のグループＩＤから１つのグループＩＤを選択する（Ｓ１０７）。グループＩＤの選択方法は任意でよい。例えば、各ユーザポジションでダウンリンク送信するデータが存在する端末の組み合わせが属するグループＩＤを選択してもよい。または、ダウンリンク送信するデータが存在する端末が少なくとも１つまたは所定数以上属するグループＩＤを選択してもよい。ここで述べた例は一例であり、どのような方法で選択してもよい。

選択したグループＩＤに属する端末群から複数の端末を選択し、選択した端末宛のフレームを生成して、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信する（同Ｓ１０７）。選択する端末は任意の方法で決定すればよい。例えば、各ユーザポジションでダウンリンク送信するデータが存在するような端末群を選択してもよい。または、各ユーザポジションでデータ長が同じまたは近い端末群を選択してもよい。その他の方法で選択してもよい。送信するフレームの物理ヘッダには、選択したグループＩＤと、選択した端末が割り当てられるユーザポジション毎のストリーム数（またはストリームを識別する情報）とを設定する。

ＡＰは、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信後、送信先の各端末から送達確認応答フレーム（ＢＡフレーム、またはＡＣＫフレームなど）を受信する（Ｓ１０８）。送達確認応答フレームは、複数の端末からＵＬ−ＭＵ伝送で受信してもよいし、各端末から順番に受信してもよい。

ステップＳ１０２で閾値に達して、ステップＳ１０５、Ｓ１０６が行われた後、次回のステップＳ１０２では、当該閾値をより大きな値に更新する。例えば最初に用いた閾値がＫ＋１であれば、次に大きい値２Ｋ＋１に閾値を更新する。これに応じて、ステップＳ１０３で用いるパラメータであるα１をα２に更新し、ステップＳ１０５で用いるパラメータであるα２をα３に更新する。α３はα２より小さい値である。以降、ステップＳ１０２で閾値に達して、ステップＳ１０５、Ｓ１０６が行われるごとに、ステップＳ１０３、Ｓ１０５で用いるパラメータの値も更新する。

（第２の実施形態）
図１４は、端末または基地局の全体構成例を示したものである。この構成例は一例であり、本実施形態はこれに限定されるものではない。端末または基地局は、１つまたは複数のアンテナ１〜ｎ（ｎは１以上の整数）と、無線ＬＡＮモジュール１４８と、ホストシステム１４９を備える。無線ＬＡＮモジュール１４８は、第１の実施形態に係る無線通信装置に対応する。無線ＬＡＮモジュール１４８は、ホスト・インターフェースを備え、ホスト・インターフェースで、ホストシステム１４９と接続される。接続ケーブルを介してホストシステム１４９と接続される他、ホストシステム１４９と直接接続されてもよい。また、無線ＬＡＮモジュール１４８が基板にはんだ等で実装され、基板の配線を介してホストシステム１４９と接続される構成も可能である。ホストシステム１４９は、任意の通信プロトコルに従って、無線ＬＡＮモジュール１４８およびアンテナ１〜ｎを用いて、外部の装置と通信を行う。通信プロトコルは、ＴＣＰ／ＩＰと、それより上位の層のプロトコルと、を含んでもよい。または、ＴＣＰ／ＩＰは無線ＬＡＮモジュール１４８に搭載し、ホストシステム１４９は、それより上位層のプロトコルのみを実行してもよい。この場合、ホストシステム１４９の構成を簡単化できる。本端末は、例えば、移動体端末、ＴＶ、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン、ゲーム装置、ネットワークストレージ装置、モニタ、デジタルオーディオプレーヤ、Ｗｅｂカメラ、ビデオカメラ、プロジェクト、ナビゲーションシステム、外部アダプタ、内部アダプタ、セットトップボックス、ゲートウェイ、プリンタサーバ、モバイルアクセスポイント、ルータ、エンタープライズ／サービスプロバイダアクセスポイント、ポータブル装置、ハンドヘルド装置等でもよい。

図１５は、無線ＬＡＮモジュールのハードウェア構成例を示す。この構成は、無線通信装置が非基地局の端末および基地局のいずれに搭載される場合にも適用可能である。つまり、図１に示した無線通信装置の具体的な構成の一例として適用できる。この構成例では、アンテナは１本のみであるが、２本以上のアンテナを備えていてもよい。この場合、各アンテナに対応して、送信系統（２１６、２２２〜２２５）、受信系統（２３２〜２３５）、ＰＬＬ２４２、水晶発振器（基準信号源）２４３およびスイッチ２４５のセットが複数配置され、各セットがそれぞれ制御回路２１２に接続されてもよい。ＰＬＬ２４２または水晶発振器２４３またはこれらの両方は、本実施形態に係る発振器に対応する。

無線ＬＡＮモジュール（無線通信装置）は、ベースバンドＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２１１と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ＩＣ２２１と、バラン２２５と、スイッチ２４５と、アンテナ２４７とを備える。

ベースバンドＩＣ２１１は、ベースバンド回路（制御回路）２１２、メモリ２１３、ホスト・インターフェース２１４、ＣＰＵ２１５、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｔｅｒ）２１６、およびＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２１７を備える。

ベースバンドＩＣ２１１とＲＦ ＩＣ２２１は同じ基板上に形成されてもよい。また、ベースバンドＩＣ２１１とＲＦ ＩＣ２２１は１チップで構成されてもよい。ＤＡＣ２１６およびＡＤＣ２１７の両方またはいずれか一方が、ＲＦ ＩＣ２２１に配置されてもよいし、別のＩＣに配置されてもよい。またメモリ２１３およびＣＰＵ２１５の両方またはいずれか一方が、ベースバンドＩＣとは別のＩＣに配置されてもよい。

メモリ２１３は、ホストシステムとの間で受け渡しするデータを格納する。またメモリ２１３は、端末または基地局に通知する情報、または端末または基地局から通知された情報、またはこれらの両方を格納する。また、メモリ２１３は、ＣＰＵ２１５の実行に必要なプログラムを記憶し、ＣＰＵ２１５がプログラムを実行する際の作業領域として利用されてもよい。メモリ２１３はＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリでもよいし、ＮＡＮＤ、ＭＲＡＭ等の不揮発メモリでもよい。

ホスト・インターフェース２１４は、ホストシステムと接続するためのインターフェースである。インターフェースは、ＵＡＲＴ、ＳＰＩ、ＳＤＩＯ、ＵＳＢ、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓなど何でも良い。

ＣＰＵ２１５は、プログラムを実行することによりベースバンド回路２１２を制御するプロセッサである。ベースバンド回路２１２は、主にＭＡＣ層の処理および物理層の処理を行う。ベースバンド回路２１２、ＣＰＵ２１５またはこれらの両方は、通信を制御する通信制御装置、または通信を制御する制御部に対応する。

ベースバンド回路２１２およびＣＰＵ２１５の少なくとも一方は、クロックを生成するクロック生成部を含み、当該クロック生成部で生成するクロックにより、内部時間を管理してもよい。

ベースバンド回路２１２は、送信するフレームに、物理層の処理として、物理ヘッダの付加、符号化、暗号化、変調処理など行い、例えば２種類のデジタルベースバンド信号（以下、デジタルＩ信号とデジタルＱ信号）を生成する。

ＤＡＣ２１６は、ベースバンド回路２１２から入力される信号をＤＡ変換する。より詳細には、ＤＡＣ２１６はデジタルＩ信号をアナログのＩ信号に変換し、デジタルＱ信号をアナログのＱ信号に変換する。なお、直交変調せずに一系統の信号のままで送信する場合もありうる。複数のアンテナを備え、一系統または複数系統の送信信号をアンテナの数だけ振り分けて送信する場合には、アンテナの数に応じた数のＤＡＣ等を設けてもよい。

ＲＦ ＩＣ２２１は、一例としてＲＦアナログＩＣあるいは高周波ＩＣ、あるいはこれらの両方である。ＲＦ ＩＣ２２１は、フィルタ２２２、ミキサ２２３、プリアンプ（ＰＡ）２２４、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ：位相同期回路）２４２、低雑音増幅器（ＬＮＡ）、バラン２３５、ミキサ２３３、およびフィルタ２３２を備える。これらの要素のいくつかが、ベースバンドＩＣ２１１または別のＩＣ上に配置されてもよい。フィルタ２２２、２３２は、帯域通過フィルタでも、低域通過フィルタでもよい。

フィルタ２２２は、ＤＡＣ２１６から入力されるアナログＩ信号およびアナログＱ信号のそれぞれから所望帯域の信号を抽出する。ＰＬＬ２４２は、水晶発振器２４３から入力される発振信号を用い、発振信号を分周または逓倍またはこれらの両方を行うことで、入力信号の位相に同期した、一定周波数の信号を生成する。なお、ＰＬＬ２４２は、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を備え、水晶発振器２４３から入力される発振信号に基づき、ＶＣＯを利用してフィードバック制御を行うことで、当該一定周波数の信号を得る。生成した一定周波数の信号は、ミキサ２２３およびミキサ２３３に入力される。ＰＬＬ２４２は、一定周波数の信号を生成する発振器の一例に相当する。

ミキサ２２３は、フィルタ２２２を通過したアナログＩ信号およびアナログＱ信号を、ＰＬＬ２４２から供給される一定周波数の信号を利用して、無線周波数にアップコンバートする。プリアンプ（ＰＡ）は、ミキサ２２３で生成された無線周波数のアナログＩ信号およびアナログＱ信号を、所望の出力電力まで増幅する。バラン２２５は、平衡信号（差動信号）を不平衡信号（シングルエンド信号）に変換するための変換器である。ＲＦ ＩＣ２２１では平衡信号が扱われるが、ＲＦ ＩＣ２２１の出力からアンテナ２４７までは不平衡信号が扱われるため、バラン２２５で、これらの信号変換を行う。

スイッチ２４５は、送信時は、送信側のバラン２２５に接続され、受信時は、受信側のバラン２３４またはＲＦ ＩＣ２２１に接続される。スイッチ２４５の制御はベースバンドＩＣ２１１またはＲＦ ＩＣ２２１により行われてもよいし、スイッチ２４５を制御する別の回路が存在し、当該回路からスイッチ２４５の制御を行ってもよい。

プリアンプ２２４で増幅された無線周波数のアナログＩ信号およびアナログＱ信号は、バラン２２５で平衡−不平衡変換された後、アンテナ２４７から空間に電波として放射される。

アンテナ２４７は、チップアンテナでもよいし、プリント基板上に配線により形成したアンテナでもよいし、線状の導体素子を利用して形成したアンテナでもよい。

ＲＦ ＩＣ２２１におけるＬＮＡ２３４は、アンテナ２４７からスイッチ２４５を介して受信した信号を、雑音を低く抑えたまま、復調可能なレベルまで増幅する。バラン２３５は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２３４で増幅された信号を、不平衡−平衡変換する。ミキサ２３３は、バラン２３５で平衡信号に変換された受信信号を、ＰＬＬ２４２から入力される一定周波数の信号を用いてベースバンドにダウンコンバートする。より詳細には、ミキサ２３３は、ＰＬＬ２４２から入力される一定周波数の信号に基づき、互いに９０°位相のずれた搬送波を生成する手段を有し、バラン２３５で変換された受信信号を、互いに９０°位相のずれた搬送波により直交復調して、受信信号と同位相のＩ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号と、これより９０°位相が遅れたＱ（Ｑｕａｄ−ｐｈａｓｅ）信号とを生成する。フィルタ２３２は、これらＩ信号とＱ信号から所望周波数成分の信号を抽出する。フィルタ２３２で抽出されたＩ信号およびＱ信号は、ゲインが調整された後に、ＲＦ ＩＣ２２１から出力される。

ベースバンドＩＣ２１１におけるＡＤＣ２１７は、ＲＦ ＩＣ２２１からの入力信号をＡＤ変換する。より詳細には、ＡＤＣ２１７はＩ信号をデジタルＩ信号に変換し、Ｑ信号をデジタルＱ信号に変換する。なお、直交復調せずに一系統の信号だけを受信する場合もあり得る。

複数のアンテナが設けられる場合には、アンテナの数に応じた数のＡＤＣを設けてもよい。ベースバンド回路２１２は、デジタルＩ信号およびデジタルＱ信号に基づき、復調処理、誤り訂正符号処理、物理ヘッダの処理など、物理層の処理等を行い、フレームを得る。ベースバンド回路２１２は、フレームに対してＭＡＣ層の処理を行う。なお、ベースバンド回路２１２は、ＴＣＰ／ＩＰを実装している場合は、ＴＣＰ／ＩＰの処理を行う構成も可能である。

上述した各部の処理の詳細は、図１の説明から自明であるため、重複する説明は省略する。

（第３の実施形態）
図１６（Ａ）および図１６（Ｂ）は、それぞれ第３の実施形態に係る無線端末の斜視図である。図１６（Ａ）の無線端末はノートＰＣ３０１であり、図１６（Ｂ）の無線端末は移動体端末３２１である。ノートＰＣ３０１および移動体端末３２１は、それぞれ無線通信装置３０５、３１５を搭載している。無線通信装置３０５、３１５として、これまで説明してきた無線端末に搭載されていた無線通信装置、または基地局１１に搭載されていた無線通信装置、またはこれらの両方を用いることができる。無線通信装置を搭載する無線端末は、ノートＰＣや移動体端末に限定されない。例えば、ＴＶ、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン、ゲーム装置、ネットワークストレージ装置、モニタ、デジタルオーディオプレーヤ、Ｗｅｂカメラ、ビデオカメラ、プロジェクト、ナビゲーションシステム、外部アダプタ、内部アダプタ、セットトップボックス、ゲートウェイ、プリンタサーバ、モバイルアクセスポイント、ルータ、エンタープライズ／サービスプロバイダアクセスポイント、ポータブル装置、ハンドヘルド装置等にも搭載可能である。

また、無線端末または基地局１１、またはこれらの両方に搭載されていた無線通信装置は、メモリーカードにも搭載可能である。当該無線通信装置をメモリーカードに搭載した例を図１７に示す。メモリーカード３３１は、無線通信装置３５５と、メモリーカード本体３３２とを含む。メモリーカード３３１は、外部の装置（無線端末または基地局１１、またはこれらの両方等）との無線通信のために無線通信装置３３５を利用する。なお、図１７では、メモリーカード３３１内の他の要素（例えばメモリ等）の記載は省略している。

（第４の実施形態）
第４の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置（基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方）の構成に加えて、バス、プロセッサ部、及び外部インターフェース部を備える。プロセッサ部及び外部インターフェース部は、バスを介して外部メモリ（バッファ）と接続される。プロセッサ部ではファームウエアが動作する。このように、ファームウエアを無線通信装置に含める構成とすることにより、ファームウエアの書き換えによって無線通信装置の機能の変更を容易に行うことが可能となる。ファームウエアが動作するプロセッサ部は、本実施形態に係る制御部または制御部の処理を行うプロセッサであってもよいし、当該処理の機能拡張または変更に係る処理を行う別のプロセッサであってもよい。ファームウエアが動作するプロセッサ部を、本実施形態に係る基地局あるいは無線端末あるいはこれらの両方が備えてもよい。または当該プロセッサ部を、基地局に搭載される無線通信装置内の集積回路、または無線端末に搭載される無線通信装置内の集積回路が備えてもよい。

（第５の実施形態）
第５の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置（基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方）の構成に加えて、クロック生成部を備える。クロック生成部は、クロックを生成して出力端子より無線通信装置の外部にクロックを出力する。このように、無線通信装置内部で生成されたクロックを外部に出力し、外部に出力されたクロックによってホスト側を動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側とを同期させて動作させることが可能となる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置（基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置）の構成に加えて、電源部、電源制御部、及び無線電力給電部を含む。電源制御部は、電源部と無線電力給電部とに接続され、無線通信装置に供給する電源を選択する制御を行う。このように、電源を無線通信装置に備える構成とすることにより、電源を制御した低消費電力化動作が可能となる。

（第７の実施形態）
第７の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、ＳＩＭカードを含む。ＳＩＭカードは、例えば無線通信装置における制御部と接続される。このように、ＳＩＭカードを無線通信装置に備える構成とすることにより、容易に認証処理を行うことが可能となる。

（第８の実施形態）
第８の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、動画像圧縮／伸長部を含む。動画像圧縮／伸長部は、バスと接続される。このように、動画像圧縮／伸長部を無線通信装置に備える構成とすることにより、圧縮した動画像の伝送と受信した圧縮動画像の伸長とを容易に行うことが可能となる。

（第９の実施形態）
第９の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置（基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方）の構成に加えて、ＬＥＤ部を含む。ＬＥＤ部は、送信部（１０２または２０２）または受信部（１０３または２０３）または制御部（１０１または２０１）またはこれらのうちの複数と接続される。このように、ＬＥＤ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。

（第１０の実施形態）
第１０の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置（基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方）の構成に加えて、バイブレータ部を含む。バイブレータ部は、例えば無線通信装置における制御部と接続される。このように、バイブレータ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。

（第１１の実施形態）
第１１の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置（基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方）の構成に加えて、ディスプレイを含む。ディスプレイは、図示しないバスを介して、無線通信装置の制御部に接続されてもよい。このようにディスプレイを備える構成とし、無線通信装置の動作状態をディスプレイに表示することで、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。

（第１２の実施形態）
本実施形態では、［１］無線通信システムにおけるフレーム種別、［２］無線通信装置間の接続切断の手法、［３］無線ＬＡＮシステムのアクセス方式、［４］無線ＬＡＮのフレーム間隔について説明する。
［１］通信システムにおけるフレーム種別
一般的に無線通信システムにおける無線アクセスプロトコル上で扱うフレームは、大別してデータ（ｄａｔａ）フレーム、管理（ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）フレーム、制御（ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームの３種類に分けられる。これらの種別は、通常、フレーム間で共通に設けられるヘッダ部で示される。フレーム種別の表示方法としては、１つのフィールドで３種類を区別できるようにしてあってもよいし、２つのフィールドの組み合わせで区別できるようにしてあってもよい。

管理フレームは、他の無線通信装置との間の物理的な通信リンクの管理に用いるフレームである。例えば、他の無線通信装置との間の通信設定を行うために用いられるフレームや通信リンクをリリースする（つまり接続を切断する）ためのフレーム、無線通信装置でのパワーセーブ動作に係るフレームがある。

データフレームは、他の無線通信装置と物理的な通信リンクが確立した上で、無線通信装置の内部で生成されたデータを他の無線通信装置に送信するフレームである。データは本実施形態の上位層で生成され、例えばユーザの操作によって生成される。

制御フレームは、データフレームを他の無線通信装置との間で送受（交換）する際の制御に用いられるフレームである。無線通信装置がデータフレームや管理フレームを受信した場合にその送達確認のために送信される応答フレームは、制御フレームに属する。

これら３種類のフレームは、物理層で必要に応じた処理を経て物理パケットとしてアンテナを経由して送出される。なお、接続確立の手順においては、接続要求フレームと接続受付フレームが管理フレームであり、接続受付フレームへの確認フレームは制御フレームの応答フレームを用いることができる。

［２］無線通信装置間の接続切断の手法
接続の切断には、明示的な手法と暗示的な手法とがある。明示的な手法としては、接続している無線通信装置のいずれか一方が切断のためのフレームを送信する。このフレームは管理フレームに分類される。切断のためのフレームは、例えば接続をリリースするという意味でリリースフレームと呼ぶことがある。通常、リリースフレームを送信する側の無線通信装置ではリリースフレームを送信した時点で、リリースフレームを受信する側の無線通信装置ではリリースフレームを受信した時点で、接続の切断と判定する。その後、通信フェーズでの初期状態、例えば通信相手の無線通信装置を探索する状態に戻る。これは、切断のためのフレームを送信する際には、接続先の無線通信装置と通信距離が離れて無線信号が受信不可あるいは復号不可になるといった、物理的な無線リンクが確保できないことがあるからである。

一方、暗示的な手法としては、一定期間接続を確立した接続相手の無線通信装置からフレーム送信（データフレーム及び管理フレームの送信、あるいは自端末が送信したフレームへの応答フレームの送信）を検知しなかった場合に、接続状態の切断の判定を行う。このような手法があるのは、上述のように接続の切断を判定するような状況では、接続先の無線通信装置と通信距離が離れて無線信号が受信不可あるいは復号不可になるなど物理的な無線リンクが確保できない状態が考えられるからである。すなわち、リリースフレームの受信を期待できないからである。

暗示的な方法で接続の切断を判定する具体例としては、タイマを使用する。例えば、送達確認応答フレームを要求するデータフレームを送信する際、当該フレームの再送期間を制限する第１のタイマ（例えばデータフレーム用の再送タイマ）を起動し、第１のタイマが切れるまで（つまり所望の再送期間が経過するまで）当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行う。当該フレームへの送達確認応答フレームを受信すると第１のタイマは止められる。

一方、送達確認応答フレームを受信せず第１のタイマが切れると、例えば接続相手の無線通信装置がまだ（通信レンジ内に）存在するか（言い換えれば、無線リンクが確保できているか）を確認するための管理フレームを送信し、それと同時に当該フレームの再送期間を制限する第２のタイマ（例えば管理フレーム用の再送タイマ）を起動する。第１のタイマと同様、第２のタイマでも、第２のタイマが切れるまで当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行い、第２のタイマが切れると接続が切断されたと判定する。

あるいは接続相手の無線通信装置からフレームを受信すると第３のタイマを起動し、新たに接続相手の無線通信装置からフレームを受信するたびに第３のタイマを止め、再び初期値から起動する。第３のタイマが切れると前述と同様に接続相手の無線通信装置がまだ（通信レンジ内に）存在するか（言い換えれば、無線リンクが確保できているか）を確認するための管理フレームを送信し、それと同時に当該フレームの再送期間を制限する第２のタイマ（例えば管理フレーム用の再送タイマ）を起動する。この場合も、第２のタイマが切れるまで当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行い、第２のタイマが切れると接続が切断されたと判定する。後者の、接続相手の無線通信装置がまだ存在するかを確認するための管理フレームは、前者の場合の管理フレームとは異なるものであってもよい。また後者の場合の管理フレームの再送を制限するためのタイマはここでは第２のタイマとして前者の場合と同じものを用いたが、異なるタイマを用いるようにしてもよい。

［３］無線ＬＡＮシステムのアクセス方式
例えば複数の無線通信装置と通信または競合することを想定した無線ＬＡＮシステムがある。ＩＥＥＥ８０２．１１（拡張規格なども含む）無線ＬＡＮではＣＳＭＡ／ＣＡをアクセス方式の基本としている。ある無線通信装置の送信を把握し、その送信終了から固定時間を置いて送信を行う方式では、その無線通信装置の送信を把握した複数の無線通信装置で同時に送信を行うことになり、その結果、無線信号が衝突してフレーム送信に失敗する。ある無線通信装置の送信を把握し、その送信終了からランダム時間待つことで、その無線通信装置の送信を把握した複数の無線通信装置での送信が確率的に分散することになる。よって、ランダム時間の中で最も早い時間を引いた無線通信装置が１つなら無線通信装置のフレーム送信は成功し、フレームの衝突を防ぐことができる。ランダム値に基づき送信権の獲得が複数の無線通信装置間で公平になることから、Ｃａｒｒｉｅｒ Ａｖｏｉｄａｎｃｅを採用した方式は、複数の無線通信装置間で無線媒体を共有するために適した方式であるということができる。

［４］無線ＬＡＮのフレーム間隔
ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮのフレーム間隔について説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮで用いられるフレーム間隔は、ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ（ＤＩＦＳ）、ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ（ＡＩＦＳ）、ｐｏｉｎｔ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ（ＰＩＦＳ）、ｓｈｏｒｔ ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ（ＳＩＦＳ）、ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ（ＥＩＦＳ）、ｒｅｄｕｃｅｄ ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ（ＲＩＦＳ）の６種類ある。

フレーム間隔の定義は、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮでは送信前にキャリアセンスアイドルを確認して開けるべき連続期間として定義されており、厳密な前のフレームからの期間は議論しない。従ってここでのＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムでの説明においてはその定義を踏襲する。ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮでは、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づくランダムアクセスの際に待つ時間を固定時間とランダム時間との和としており、固定時間を明確にするためこのような定義になっているといえる。

ＤＩＦＳとＡＩＦＳとは、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づき他の無線通信装置と競合するコンテンション期間にフレーム交換開始を試みるときに用いるフレーム間隔である。ＤＩＦＳは、トラヒック種別による優先権の区別がないとき、ＡＩＦＳはトラヒック種別（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ：ＴＩＤ）による優先権が設けられている場合に用いる。

ＤＩＦＳとＡＩＦＳとで係る動作としては類似しているため、以降では主にＡＩＦＳを用いて説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮでは、ＭＡＣ層でフレーム交換の開始などを含むアクセス制御を行う。さらに、上位層からデータを渡される際にＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）対応する場合には、データとともにトラヒック種別が通知され、トラヒック種別に基づいてデータはアクセス時の優先度のクラス分けがされる。このアクセス時のクラスをアクセスカテゴリ（Ａｃｃｅｓｓ Ｃａｔｅｇｏｒｙ；ＡＣ）と呼ぶ。従って、アクセスカテゴリごとにＡＩＦＳの値が設けられることになる。

ＰＩＦＳは、競合する他の無線通信装置よりも優先権を持つアクセスができるようにするためのフレーム間隔であり、ＤＩＦＳ及びＡＩＦＳのいずれの値よりも期間が短い。ＳＩＦＳは、応答系の制御フレームの送信時あるいは一旦アクセス権を獲得した後にバーストでフレーム交換を継続する場合に用いることができるフレーム間隔である。ＥＩＦＳはフレーム受信に失敗した場合に発動されるフレーム間隔である。

ＲＩＦＳは一旦アクセス権を獲得した後にバーストで同一無線通信装置に複数のフレームを連続して送信する場合に用いることができるフレーム間隔であり、ＲＩＦＳを用いている間は送信相手の無線通信装置からの応答フレームを要求しない。

ここでＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮにおけるランダムアクセスに基づく競合期間のフレーム交換の一例を図１８に示す。

ある無線通信装置においてデータフレーム（Ｗ＿ＤＡＴＡ１）の送信要求が発生した際に、キャリアセンスの結果、媒体がビジーである（ｂｕｓｙ ｍｅｄｉｕｍ）と認識する場合を想定する。この場合、キャリアセンスがアイドルになった時点から固定時間のＡＩＦＳを空け、その後ランダム時間（ｒａｎｄｏｍ ｂａｃｋｏｆｆ）空いたところで、データフレームＷ＿ＤＡＴＡ１を通信相手に送信する。

ランダム時間は０から整数で与えられるコンテンションウィンドウ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｗｉｎｄｏｗ：ＣＷ）の間の一様分布から導かれる擬似ランダム整数にスロット時間をかけたものである。ここで、ＣＷにスロット時間をかけたものをＣＷ時間幅と呼ぶ。ＣＷの初期値はＣＷｍｉｎで与えられ、再送するたびにＣＷの値はＣＷｍａｘになるまで増やされる。ＣＷｍｉｎとＣＷｍａｘの両方とも、ＡＩＦＳと同様アクセスカテゴリごとの値を持つ。Ｗ＿ＤＡＴＡ１の送信先の無線通信装置では、データフレームの受信に成功するとその受信終了時点からＳＩＦＳ後に応答フレーム（Ｗ＿ＡＣＫ１）を送信する。Ｗ＿ＤＡＴＡ１を送信した無線通信装置は、Ｗ＿ＡＣＫ１を受信すると送信バースト時間制限内であればまたＳＩＦＳ後に次のフレーム（例えばＷ＿ＤＡＴＡ２）を送信することができる。

ＡＩＦＳ、ＤＩＦＳ、ＰＩＦＳ及びＥＩＦＳは、ＳＩＦＳとスロット時間との関数になるが、ＳＩＦＳとスロット時間とは物理層ごとに規定されている。また、ＡＩＦＳ、ＣＷｍｉｎ及びＣＷｍａｘなどアクセスカテゴリごとに値が設けられるパラメータは、通信グループ（ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮではＢａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ（ＢＳＳ））ごとに設定可能であるが、デフォルト値が定められている。

例えば、８０２．１１ａｃの規格策定では、ＳＩＦＳは１６μｓ、スロット時間は９μｓであるとして、それによってＰＩＦＳは２５μｓ、ＤＩＦＳは３４μｓ、ＡＩＦＳにおいてアクセスカテゴリがＢＡＣＫＧＲＯＵＮＤ（ＡＣ＿ＢＫ）のフレーム間隔はデフォルト値が７９μｓ、ＢＥＳＴ ＥＦＦＯＲＴ（ＡＣ＿ＢＥ）のフレーム間隔はデフォルト値が４３μｓ、ＶＩＤＥＯ（ＡＣ＿ＶＩ）とＶＯＩＣＥ（ＡＣ＿ＶＯ）のフレーム間隔はデフォルト値が３４μｓ、ＣＷｍｉｎとＣＷｍａｘとのデフォルト値は、各々ＡＣ＿ＢＫとＡＣ＿ＢＥとでは３１と１０２３、ＡＣ＿ＶＩでは１５と３１、ＡＣ＿ＶＯでは７と１５になるとする。なお、ＥＩＦＳは、ＳＩＦＳとＤＩＦＳと最も低速な必須の物理レートで送信する場合の応答フレームの時間長の和である。本実施形態では、このようなフレーム間隔のパラメータを用いる無線通信システムを通信レンジの広い干渉システムとして想定する。

なお、各実施形態で記載されているフレームは、Ｎｕｌｌ Ｄａｔａ Ｐａｃｋｅｔなど、ＩＥＥＥ８０２．１１規格または準拠する規格で、パケットと呼ばれるものを指してもよい。

本実施形態で用いられる用語は、広く解釈されるべきである。例えば用語“プロセッサ”は、汎用目的プロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、コントローラ、マイクロコントローラ、状態マシンなどを包含してもよい。状況によって、“プロセッサ”は、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能論理回路 （ＰＬＤ）などを指してもよい。“プロセッサ”は、複数のマイクロプロセッサのような処理装置の組み合わせ、ＤＳＰおよびマイクロプロセッサの組み合わせ、ＤＳＰコアと協働する１つ以上のマイクロプロセッサを指してもよい。

別の例として、用語“メモリ”は、電子情報を格納可能な任意の電子部品を包含してもよい。“メモリ”は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、フラッシュメモリ、磁気または光学データストレージを指してもよく、これらはプロセッサによって読み出し可能である。プロセッサがメモリに対して情報を読み出しまたは書き込みまたはこれらの両方を行うならば、メモリはプロセッサと電気的に通信すると言うことができる。メモリは、プロセッサに統合されてもよく、この場合も、メモリは、プロセッサと電気的に通信していると言うことができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１１：アクセスポイント（基地局、無線端末）
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ：アンテナ
１、２、３、４、５、６：無線端末
１Ａ：アンテナ
１０１、２０１：制御部
１０２、２０２：送信部
１０３、２０３：受信部
１０４、２０４：バッファ
２１１：ベースバンドＩＣ
２１３：メモリ
２１４：ホスト・インターフェース
２１５：ＣＰＵ
２１６：ＤＡＣ
２１７：ＡＤＣ
２２１：ＲＦ ＩＣ
２２２、２３２：フィルタ
２２３、２３３：ミキサ
２２４、２３４：アンプ
２２５、２３５：バラン
２４２：ＰＬＬ
２４３：水晶発振器
２４７：アンテナ
２４５：スイッチ
１４８：無線ＬＡＮモジュール
１４９：ホストシステム
３０１：ノートＰＣ
３０５、３１５、３５５：無線通信装置
３２１：移動体無線端末
３３１：メモリーカード
３３２：メモリーカード本体
６０１〜６０４：データフレーム
６１１〜６１４：ＢＡフレーム

Claims (10)

1. 複数のグループＩＤを管理し、
   第１端末と接続した場合に、前記第１端末と、自装置に接続済みの端末である第２端末との合計数に応じて、第１の割り当て処理と第２の割り当て処理のいずれを行うかを決定するベースバンド集積回路を備え、
   前記ベースバンド集積回路は、
   前記第１の割り当て処理を決定した場合、前記複数のグループＩＤから第１の個数の前記グループＩＤを選択して前記第１端末に割り当て、
   前記第２の割り当て処理を決定した場合、前記複数のグループＩＤから前記第１の個数より少ない第２の個数の前記グループＩＤを選択して前記第１端末に割り当て、前記複数のグループＩＤから前記第２の個数の前記グループＩＤを選択して前記第２端末に再割り当てする
   無線通信用集積回路。
2. 前記ベースバンド集積回路は、前記第１の割り当て処理を決定した場合、ＲＦ集積回路を介して、前記第１端末宛に、割り当てた前記第１の個数のグループＩＤを通知する第１フレームを送信し、
   前記第２の割り当て処理を決定した場合、前記ＲＦ集積回路を介して、前記１端末および前記第２端末宛にそれぞれ、割り当てた前記第２の個数のグループＩＤを通知する第２フレームを送信する
   請求項１に記載の無線通信用集積回路。
3. 前記ベースバンド集積回路は、前記合計数が第１の閾値に達していない場合は、前記第１の割り当て処理を決定し、前記第１の閾値に達した場合は、前記第２の割り当て処理を決定する
   請求項１または２に記載の無線通信用集積回路。
4. 前記ベースバンド集積回路は、１つのグループＩＤに所属可能な端末数と、管理している前記複数のグループＩＤの個数と、前記第１の閾値とに基づき、前記第１の個数を決定する
   請求項３に記載の無線通信用集積回路。
5. 前記ベースバンド集積回路は、前記所属可能な端末数と、前記管理している複数のグループＩＤの個数とを乗算し、乗算値を、前記第１の閾値から１を減算した値で除算することにより、前記第１の個数を決定する
   請求項４に記載の無線通信用集積回路。
6. 前記ベースバンド集積回路は、自装置に接続している端末数が前記第１の閾値以上の値から前記第１の閾値より小さい値になった場合は、自装置に接続している前記端末に対して、前記複数のグループＩＤから前記第１の個数の前記グループＩＤを選択して再割り当てする
   請求項３ないし５のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
7. 前記ベースバンド集積回路は、
   前記複数のグループＩＤのそれぞれに属する端末群に、複数のユーザポジションのうちの１つそれぞれ割り当て、
   前記複数のユーザポジションで送信する対象となる複数の端末を、前記複数のユーザポジションのそれぞれを割り当てられている端末の中から選択し、
   前記複数のユーザポジションで送信する対象となる複数の端末の可能な組み合わせ数が、予め定めた値以下になるように、前記１つのグループＩＤに所属可能な端末数が決定される
   請求項４または５に記載の無線通信用集積回路。
8. 前記ベースバンド集積回路は、自装置に接続されている端末数の変動レートに応じて、前記第１の閾値を変更する
   請求項３ないし７のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
9. 前記ＲＦ集積回路をさらに備え、
   前記ベースバンド集積回路および前記ＲＦ集積回路が１つの集積回路で構成された
   請求項１ないし８のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
10. 複数のアンテナと、
    前記複数のアンテナを介して、フレームを送受信する無線通信部と、
    請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路と、
    を備えた無線通信端末。