JP2017526243A - 無線通信システムにおいて時間軸上のシフトによって非対称シーケンスセットを構成することによってパイロットシーケンスを生成し送信する方法 - Google Patents

Abstract

不規則な間隔でシフトされたパイロットシーケンスで構成される非対称シーケンスセットを生成し、パイロットシーケンスのそれぞれに、共有ビットと非共有ビットで表現される追加情報をマップし、いずれか一つのパイロットシーケンスを選択して送信するパイロットシーケンス送信方法及び送信機が開示される。パイロットシーケンス伝送方法は、不規則な間隔で時間軸上で循環シフトされた複数のパイロットシーケンスで構成される非対称シーケンスセットを生成するステップ、非対称シーケンスセットに含まれたパイロットシーケンスのそれぞれに、互いに異なるビット値で表現される追加情報をマップするステップ、及び非対称シーケンスセットから選択されたいずれか一つのパイロットシーケンスを受信機に送信するステップを含む。【選択図】図３０

Description

以下の説明は無線通信システムに関し、特に、無線ＬＡＮシステムにおいて時間軸上のシフトによって非対称シーケンスセットを構成することによって、パイロットシーケンスを生成し送信する方法及び装置に関する。

近年、情報通信技術の発展に伴って様々な無線通信技術が開発されている。その中でも無線ラン（ＷＬＡＮ）は、無線周波数技術に基づいて個人携帯用情報端末機（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ；ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、携帯用マルチメディアプレーヤー（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ；ＰＭＰ）などのような携帯用端末機を用いて家庭、企業又は特定サービス提供地域において無線でインターネットにアクセスできるようにする技術である。

無線ＬＡＮで脆弱点と指摘されてきた通信速度の限界を克服するために、最近の技術標準では、ネットワークの速度と信頼性を増大させ、且つ無線ネットワークの運営距離を拡張したシステムが導入された。例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎでは、データ処理速度が最大５４０Ｍｂｐｓ以上である高処理率（Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ；ＨＴ）を支援し、且つ、送信エラーを最小化し、データ速度を最適化するために送信端と受信端の両者とも多重アンテナを使用するＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔｓ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔｓ）技術の適用が導入された。

次世代通信技術としてＭ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−Ｍａｃｈｉｎｅ）通信技術が議論されている。ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＷＬＡＮシステムでもＭ２Ｍ通信を支援するための技術標準がＩＥＥＥ ８０２．１１ａｈとして開発されている。Ｍ２Ｍ通信では、数多くの機器が存在する環境でたまに少量のデータを低速で通信するシナリオを考慮することができる。

無線ＬＡＮシステムにおける通信は、全ての機器間に共有される媒体（ｍｅｄｉｕｍ）で行われる。Ｍ２Ｍ通信のように機器の個数が増加する場合、余分の電力消耗及び干渉発生を低減するために、チャネルアクセスメカニズムをより效率的に改善する必要がある。

本発明は、上記のような一般的な技術の問題点を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は、非対称シーケンスセットの設計によって効率的な情報伝送を図ることにある。

本発明の他の目的は、非対称シーケンスセットにおいてシフト値の差と伝達しようとする重要度とを関連付けることによって、情報の重要度を誤認確率に反映することにある。

本発明で遂げようとする技術的目的は、以上で言及した事項に制限されず、言及していない他の技術的課題は、以下に説明する本発明の実施例から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者によって考慮され得る。

上記の技術的課題を解決するためのパイロットシーケンス伝送方法は、不規則な間隔で時間軸上で循環シフト（ｃｙｃｌｉｃ ｓｈｉｆｔｉｎｇ）された複数のパイロットシーケンスで構成される非対称シーケンスセットを生成するステップ、非対称シーケンスセットに含まれたパイロットシーケンスのそれぞれに、互いに異なるビット値で表現される追加情報をマップするステップ、及び非対称シーケンスセットから選択されたいずれか一つのパイロットシーケンスを受信機に送信するステップを含み、複数のパイロットシーケンスは、シフト値に基づいてグルーピングされ、前記追加情報は、グルーピングされたパイロットシーケンスに対して同じ値がマップされる共有ビット及び異なる値がマップされる非共有ビットで表現される。

複数のパイロットシーケンスは、シフト値の差が少ないパイロットシーケンス同士がグルーピングされてもよい。

共有ビットには重要度の高いグループに属する情報が割り当てられ、非共有ビットには重要度の低いグループに属する情報が割り当てられてもよい。

重要度の高いグループは、パケットＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＢＳＳＩＤ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ ＩＤ）、上りリンク伝送をスケジュールする情報、下りリンク伝送をスケジュールする情報及び帯域幅のうち少なくとも一つに関する情報を含み、重要度の低いグループは、送信アンテナの個数、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）の位置及びｅＰＤＣＣＨの位置のうち少なくとも一つに関する情報を含むことができる。

隣接したパイロットシーケンスには、追加情報が互いに１ビットの差を有するようにマップされてもよい。

上記の技術的課題を解決するための送信機は、送信部と、受信部と、送信部及び受信部に接続して動作するプロセッサとを備え、プロセッサは、不規則な間隔で時間軸上で循環シフト（ｃｙｃｌｉｃ ｓｈｉｆｔｉｎｇ）された複数のパイロットシーケンスで構成される非対称シーケンスセットを生成し、非対称シーケンスセットに含まれたパイロットシーケンスのそれぞれに、互いに異なるビット値で表現される追加情報をマップし、非対称シーケンスセットから選択されたいずれか一つのパイロットシーケンスを受信機に送信し、複数のパイロットシーケンスは、シフト値に基づいてグルーピングされ、前記追加情報は、グルーピングされたパイロットシーケンスに対して同じ値がマップされる共有ビット及び異なる値がマップされる非共有ビットで表現される。

本発明の実施例によれば次のような効果を期待することができる。

第一に、時間軸上における循環シフトを用いる非対称シーケンスセットを定義することによって、パイロットシーケンスによる追加情報を用いて通信効率を向上させることができる。

第二に、パイロットシーケンスが対応する追加情報の重要度を考慮して当該パイロットシーケンスの誤認確率を調節することによって、重要度の高い情報をより効率的に保護することができる。

本発明の実施例から得られる効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、以下の本発明の実施例に関する記載から、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に導出され、理解されるであろう。すなわち、本発明を実施することに伴う意図しない効果も、本発明の実施例から、当該技術分野における通常の知識を有する者によって導出可能である。

以下に添付する図面は、本発明に関する理解を助けるためのものであり、詳細な説明と共に本発明に関する実施例を提供する。ただし、本発明の技術的特徴が特定の図面に限定されるものではなく、各図に開示する特徴を組み合わせて新しい実施例として構成することができる。各図における参照番号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｎｕｍｅｒａｌｓ）は、構造的構成要素（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）を意味する。
本発明を適用できるＩＥＥＥ ８０２．１１システムの例示的な構造を示す図である。 本発明を適用できるＩＥＥＥ ８０２．１１システムの他の例示的な構造を示す図である。 本発明を適用できるＩＥＥＥ ８０２．１１システムの更に他の例示的な構造を示す図である。 無線ＬＡＮシステムの例示的な構造を示す図である。 無線ＬＡＮシステムにおけるリンクセットアップ過程を説明するための図である。 バックオフ過程を説明するための図である。 隠されたノード及び露出されたノードを説明するための図である。 ＲＴＳとＣＴＳを説明するための図である。 電力管理動作を説明するための図である。 ＴＩＭを受信したＳＴＡの動作を詳しく説明するための図である。 ＴＩＭを受信したＳＴＡの動作を詳しく説明するための図である。 ＴＩＭを受信したＳＴＡの動作を詳しく説明するための図である。 グループベースＡＩＤを説明するための図である。 グループチャネルアクセスインターバルが設定される場合のＳＴＡの動作の例示を示す図である。 グループチャネルアクセスインターバルが設定される場合のＳＴＡの動作の例示を示す図である。 グループチャネルアクセスインターバルが設定される場合のＳＴＡの動作の例示を示す図である。 本発明の実施例に係るフレーム構造を示す図である。 パイロットシーケンスを示す図である。 パイロットシーケンスの循環シフトを示す図である。 パイロットシーケンス識別のための受信機の構造を示す図である。 受信機が受信したシーケンスセットの受信信号を説明する図である。 所定の間隔で生成されたパイロットシーケンスで構成されるシーケンスセットを説明する図である。 図２２で説明したシーケンスセットの受信信号を説明する図である。 タイミングオフセット（ｔｉｍｉｎｇ ｏｆｆｓｅｔ）を説明する図である。 タイミングオフセットを考慮して受信信号を説明する図である。 タイミングオフセットを考慮してＺＣＺ（Ｚｅｒｏ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｚｏｎｅ）の大きさを調節する過程を説明する図である。 ＣＡＺＡＣシーケンスを用いるパイロットシーケンスを説明する図である。 非対称シーケンスセットを説明する図である。 非対称シーケンスセットとシグネチャ間のマッピング関係を説明する図である。 提案する実施例に係るパイロットシーケンス送信方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係る端末及び基地局の構成を示す図である。

本発明で使われる用語は、本発明における機能を考慮するとともに、可能な限り現在広く使われる一般的な用語を選択したが、これは、当該分野に従事する技術者の意図、判例、又は新しい技術の出現などによって変更されてもよい。また、特定の場合には、出願人が任意に選定した用語もあり、この場合、該当する発明の説明の部分において詳しくその意味を記載するものとする。したがって、本発明で使われる用語は、単純な用語の名称ではなく、その用語が有する意味と本発明の全般にわたる内容に基づいて定義されなければならない。

以下の実施例は、本発明の構成要素と特徴を所定の形態に結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮することができる。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することもでき、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明する動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に取って代わってもよい。

図面に関する説明において、本発明の要旨を曖昧にさせ得る手順又は段階などは記述を省略し、当業者のレベルで理解可能な程度の手順又は段階も記述しないものとする。

明細書の全体を通じて、ある部分がある構成要素を“含む（又は、備える）”としたとき、これは、特別に反対する記載がない限り、他の構成要素を除外するという意味ではなく、他の構成要素をさらに含み得るということを意味する。また、明細書に記載された“…部”，“… 器”，“モジュール”などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの結合によって具現することができる。また、“一つ（ａ又はａｎ）”、“一（ｏｎｅ）”，“前記（ｔｈｅ）”及び類似の関連語は、本明細書及び以下の請求項において、本明細書に特別に指示されたり又は文脈によって明らかに反駁されない限り、単数及び複数の両意味で使われるものとする。

本明細書で、本発明の実施例は、基地局と移動局との間におけるデータ送受信関係を中心に説明されている。ここで、基地局は、移動局と直接的に通信を行うネットワークの終端ノード（ｔｅｒｍｉｎａｌ ｎｏｄｅ）としての意味がある。本文書で基地局によって行われると説明された特定動作は、場合によっては、基地局の上位ノード（ｕｐｐｅｒ ｎｏｄｅ）によって行われてもよい。

すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード（ｎｅｔｗｏｒｋ ｎｏｄｅｓ）で構成されるネットワークにおいて移動局との通信のために行われる様々な動作は、基地局又は基地局以外のネットワークノードによって行われる。ここで、‘基地局’は、固定局（ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎ）、Ｎｏｄｅ Ｂ、ｅＮｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ）、発展した基地局（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ、ＡＢＳ）、又はアクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）などの用語に言い換えてもよい。

また、‘移動局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ、ＭＳ）’は、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ＳＳ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＭＳＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）、移動端末（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、発展した移動端末（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ、ＡＭＳ）、又は端末（Ｔｅｒｍｉｎａｌ）などの用語に言い換えてもよい。

また、送信端は、データサービス又は音声サービスを提供する固定及び／又は移動ノードを意味し、受信端は、データサービス又は音声サービスを受信する固定及び／又は移動ノードを意味する。このため、上りリンクでは移動局を送信端とし、基地局を受信端とすることができる。同様に、下りリンクでは移動局を受信端とし、基地局を送信端とすることができる。

また、デバイスが‘セル’と通信を行うという記載は、デバイスが該当のセルの基地局と信号を送受信することを意味することができる。すなわち、デバイスが信号を送受信する実質的な対象は特定の基地局であるが、記載の便宜上、特定の基地局によって形成されるセルと信号を送／受信すると記載してもよい。同様に、‘マクロセル’及び／又は‘スモールセル’という記載は、それぞれ、特定のカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を意味してもよく、‘マクロセルを支援するマクロ基地局’及び／又は‘スモールセルを支援するスモールセル基地局’を意味してもよい。

本発明の実施例は、無線接続システムであるＩＥＥＥ ８０２．ｘｘシステム、３ＧＰＰシステム、３ＧＰＰ ＬＴＥシステム、及び３ＧＰＰ２システムのうち少なくとも一つに開示された標準文書によって裏付けることができる。すなわち、本発明の実施例において説明していない自明な段階又は部分は、上記の文書を参照して説明することができる。

また、本文書で開示している全ての用語は、上記の標準文書によって説明することができる。特に、本発明の実施例は、ＩＥＥＥ ８０２．１６システムの標準文書であるＰ８０２．１６ｅ−２００４、Ｐ８０２．１６ｅ−２００５、Ｐ８０２．１６．１、Ｐ８０２．１６ｐ及びＰ８０２．１６．１ｂ標準文書のうち一つ以上によって裏付けることができる。

以下、本発明に係る好適な実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。添付の図面と共に以下に開示する詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのものであり、本発明が実施され得る唯一の実施の形態を示すためのものではない。

また、本発明の実施例で使われる特定の用語は、本発明の理解を助けるために提供されるものであり、このような特定の用語の使用は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で他の形態に変更されてもよい。

１． ＩＥＥＥ ８０２．１１システム一般
１．１ ＷＬＡＮシステムの構造
図１は、本発明を適用できるＩＥＥＥ ８０２．１１システムの例示的な構造を示す図である。

ＩＥＥＥ ８０２．１１構造は複数個の構成要素を含むことができ、それら構成要素の相互作用によって上位層に対してトランスペアレントなＳＴＡ移動性を支援するＷＬＡＮを提供することができる。基本サービスセット（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ；ＢＳＳ）はＩＥＥＥ ８０２．１１ ＬＡＮにおける基本的な構成ブロックに該当してもよい。図１では、２個のＢＳＳ（ＢＳＳ１及びＢＳＳ２）が存在し、それぞれのＢＳＳのメンバーとして２個のＳＴＡが含まれること（ＳＴＡ１及びＳＴＡ２はＢＳＳ１に含まれ、ＳＴＡ３及びＳＴＡ４はＢＳＳ２に含まれる）を例示的に示している。図１で、ＢＳＳを示す楕円は、当該ＢＳＳに含まれたＳＴＡが通信を維持するカバレッジ領域を表すものと理解してもよい。この領域をＢＳＡ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｒｅａ）と称することができる。ＳＴＡがＢＳＡの外へ移動すると、当該ＢＳＡ内の他のＳＴＡと直接通信できなくなる。

ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＬＡＮにおいて最も基本的なタイプのＢＳＳは、独立したＢＳＳ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ＢＳＳ；ＩＢＳＳ）である。例えば、ＩＢＳＳは、２個のＳＴＡだけで構成された最小の形態を有することができる。また、最も単純な形態であるとともに他の構成要素が省略されている図１のＢＳＳ（ＢＳＳ１又はＢＳＳ２）がＩＢＳＳの代表的な例示に該当してもよい。このような構成は、ＳＴＡ同士が直接通信できる場合に可能である。また、このような形態のＬＡＮはあらかじめ計画して構成されるものではなく、ＬＡＮが必要な場合に構成されるものであってもよく、これをアド−ホック（ａｄ−ｈｏｃ）ネットワークと呼ぶこともできる。

ＳＴＡの電源オン／オフ、ＳＴＡのＢＳＳ領域への入／出などによって、ＢＳＳにおいてＳＴＡのメンバーシップが動的に変更することがある。ＢＳＳのメンバーになるためには、ＳＴＡは同期化過程を用いてＢＳＳにジョインすればよい。ＢＳＳ基板構造の全てのサービスにアクセスするためには、ＳＴＡはＢＳＳに関連付けられなければならない。このような関連付け（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）は動的に設定されてもよく、分配システムサービス（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｅｒｖｉｃｅ；ＤＳＳ）の利用を含むことができる。

図２は、本発明を適用できるＩＥＥＥ ８０２．１１システムの他の例示的な構造を示す図である。図２は、図１の構造において、分配システム（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ；ＤＳ）、分配システム媒体（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｅｄｉｕｍ；ＤＳＭ）、アクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ；ＡＰ）などの構成要素が追加された形態である。

ＬＡＮにおいて直接的なステーション−対−ステーションの距離はＰＨＹ性能によって制限されることがある。場合によって、このような距離の限界が充分なこともあれば、より遠い距離のステーション間の通信が必要なこともある。拡張されたカバレッジを支援するために分配システム（ＤＳ）を構成することができる。

ＤＳは、ＢＳＳ同士が相互接続される構造を意味する。具体的に、図１のようにＢＳＳが独立して存在する代わりに、複数個のＢＳＳで構成されたネットワークの拡張された形態の構成要素としてＢＳＳが存在してもよい。

ＤＳは論理的な概念であり、分配システム媒体（ＤＳＭ）の特性によって特定することができる。これと関連して、ＩＥＥＥ ８０２．１１標準では無線媒体（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｅｄｉｕｍ；ＷＭ）と分配システム媒体（ＤＳＭ）とを論理的に区別している。それぞれの論理的媒体は互いに異なる目的のために使用され、互いに異なる構成要素によって使用される。ＩＥＥＥ ８０２．１１標準の定義では、このような媒体を互いに同一なものとも、互いに異なるものとも制限しない。このように複数個の媒体が論理的に互いに異なるという点で、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＬＡＮ構造（ＤＳ構造又は他のネットワーク構造）の柔軟性を説明することができる。すなわち、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＬＡＮ構造は様々に具現することができ、それぞれの具現例の物理的な特性によって独立的に当該ＬＡＮ構造を特定することができる。

ＤＳは複数個のＢＳＳのシームレス（ｓｅａｍｌｅｓｓ）な統合を提供し、あて先へのアドレスを扱うために必要な論理的サービスを提供することによって移動機器を支援することができる。

ＡＰとは、関連付いているＳＴＡに対してＷＭを通じてＤＳへのアクセスを可能にし、且つＳＴＡ機能性を有する個体を意味する。ＡＰを通じてＢＳＳ及びＤＳ間のデータ移動が行われてもよい。例えば、図２に示すＳＴＡ２及びＳＴＡ３は、ＳＴＡの機能性を有するとともに、関連付いているＳＴＡ（ＳＴＡ１及びＳＴＡ４）をＤＳにアクセスさせる機能を提供する。また、いかなるＡＰも基本的にＳＴＡに該当するため、ＡＰはいずれもアドレス可能な個体である。ＷＭ上での通信のためにＡＰによって使われるアドレスとＤＳＭ上での通信のためにＡＰによって使われるアドレスは必ずしも同一である必要はない。

ＡＰに関連付いているＳＴＡのいずれか一つから該ＡＰのＳＴＡアドレスに送信されるデータは、常に非制御ポート（ｕｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｐｏｒｔ）で受信され、ＩＥＥＥ ８０２．１Ｘポートアクセス個体によって処理されてもよい。また、制御ポート（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｐｏｒｔ）が認証されると、送信データ（又は、フレーム）はＤＳに伝達されてもよい。

図３は、本発明を適用できるＩＥＥＥ ８０２．１１システムのさらに他の例示的な構造を示す図である。図３では、図２の構造に追加的に広いカバレッジを提供するための拡張されたサービスセット（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ；ＥＳＳ）を概念的に示す。

任意の（ａｒｂｉｔｒａｒｙ）大きさ及び複雑度を有する無線ネットワークがＤＳ及びＢＳＳによって構成されてもよい。ＩＥＥＥ ８０２．１１システムでは、このような方式のネットワークをＥＳＳネットワークと称する。ＥＳＳは、一つのＤＳに接続されたＢＳＳの集合に該当し得る。しかし、ＥＳＳはＤＳを含まない。ＥＳＳネットワークはＬＬＣ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層でＩＢＳＳネットワークとして見える点が特徴である。ＥＳＳに含まれるＳＴＡは互いに通信することができ、移動ＳＴＡはＬＬＣにトランスペアレントに一つのＢＳＳから他のＢＳＳに（同一ＥＳＳ内で）移動することができる。

ＩＥＥＥ ８０２．１１では、図３におけるＢＳＳの相対的な物理的位置について何ら仮定しておらず、次のような形態がいずれも可能である。ＢＳＳは部分的に重なってもよく、これは、連続したカバレッジを提供するために一般に利用される形態である。また、ＢＳＳは物理的に接続していなくてもよく、論理的にはＢＳＳ同士間の距離に制限はない。また、ＢＳＳ同士は物理的に同一位置に位置してもよく、これはリダンダンシーを提供するために利用され得る。また、一つ（又は、一つ以上の）ＩＢＳＳ又はＥＳＳネットワークが一つ（又は一つ以上の）ＥＳＳネットワークとして同一空間に物理的に存在してもよい。これは、ＥＳＳネットワークが存在する位置にアド−ホックネットワークが動作する場合、互いに異なる機関（ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｓ）によって物理的に重なるＩＥＥＥ ８０２．１１ネットワークが構成される場合、又は、同一位置で２つ以上の互いに異なるアクセス及び保安政策が必要な場合などにおける、ＥＳＳネットワーク形態に該当し得る。

図４は、無線ＬＡＮシステムの例示的な構造を示す図である。図４では、ＤＳを含む基板構造ＢＳＳの一例が示されている。

図４の例示で、ＢＳＳ１及びＢＳＳ２がＥＳＳを構成する。無線ＬＡＮシステムにおいてＳＴＡはＩＥＥＥ ８０２．１１のＭＡＣ／ＰＨＹ規定に従って動作する機器である。ＳＴＡはＡＰ ＳＴＡ及び非−ＡＰ（ｎｏｎ−ＡＰ）ＳＴＡを含む。Ｎｏｎ−ＡＰ ＳＴＡは、ラップトップコンピュータ、移動電話機のように、一般にユーザが直接扱う機器に該当する。図４の例示で、ＳＴＡ１、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４はｎｏｎ−ＡＰ ＳＴＡに該当し、ＳＴＡ２及びＳＴＡ５はＡＰ ＳＴＡに該当する。

以下の説明で、ｎｏｎ−ＡＰ ＳＴＡは、端末（ｔｅｒｍｉｎａｌ）、無線送受信ユニット（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｕｎｉｔ；ＷＴＲＵ）、ユーザ装置（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）、移動局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＭＳ）、移動端末（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、移動加入者局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＭＳＳ）などと呼ぶことができる。また、ＡＰは、他の無線通信分野における、基地局（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＢＳ）、ノード−Ｂ（Ｎｏｄｅ−Ｂ）、発展したノード−Ｂ（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ−Ｂ；ｅＮＢ）、基底送受信システム（Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＴＳ）、フェムト基地局（Ｆｅｍｔｏ ＢＳ）などに対応する概念である。

１．２ リンクセットアップ過程
図５は、一般のリンクセットアップ（ｌｉｎｋ ｓｅｔｕｐ）過程を説明するための図である。

ＳＴＡがネットワークに対してリンクをセットアップし、データを送受信するためには、まず、ネットワークを発見（ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）し、認証（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）を行い、関連付け（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）を確立（ｅｓｔａｂｌｉｓｈ）し、保安（ｓｅｃｕｒｉｔｙ）のための認証手順などを行わなければならない。リンクセットアップ過程をセッション開始過程、セッションセットアップ過程と呼ぶこともできる。また、リンクセットアップ過程の発見、認証、関連付け、保安設定の過程を総称して関連付け過程と呼ぶこともできる。

図５を参照して例示的なリンクセットアップ過程について説明する。

段階Ｓ５１０で、ＳＴＡはネットワーク発見動作を行うことができる。ネットワーク発見動作はＳＴＡのスキャニング（ｓｃａｎｎｉｎｇ）動作を含むことができる。すなわち、ＳＴＡがネットワークにアクセスするためには、参加可能なネットワークを探さなければならない。ＳＴＡは無線ネットワークに参加する前に互換可能なネットワークを識別しなければならないが、特定領域に存在するネットワーク識別過程をスキャニングという。スキャニング方式には、能動的スキャニング（ａｃｔｉｖｅ ｓｃａｎｎｉｎｇ）と受動的スキャニング（ｐａｓｓｉｖｅ ｓｃａｎｎｉｎｇ）がある。

図５では例示として能動的スキャニング過程を含むネットワーク発見動作を示す。能動的スキャニングにおいて、スキャニングを行うＳＴＡはチャネルを移しながら周辺にどのＡＰが存在するかを探索するためにプローブ要請フレーム（ｐｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｒａｍｅ）を送信して、それに対する応答を待つ。応答者（ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ）は、プローブ要請フレームを送信したＳＴＡに、プローブ要請フレームに対する応答としてプローブ応答フレーム（ｐｒｏｂｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｆｒａｍｅ）を送信する。ここで、応答者は、スキャニングされているチャネルのＢＳＳで最後にビーコンフレーム（ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ）を送信したＳＴＡであってもよい。ＢＳＳでは、ＡＰがビーコンフレームを送信するため、ＡＰが応答者となり、ＩＢＳＳでは、ＩＢＳＳ内のＳＴＡが交互にビーコンフレームを送信するため、応答者が一定でない。例えば、１番チャネルでプローブ要請フレームを送信し、１番チャネルでプローブ応答フレームを受信したＳＴＡは、受信したプローブ応答フレームに含まれたＢＳＳ関連情報を保存し、次のチャネル（例えば、２番チャネル）に移動して同一の方法でスキャニング（すなわち、２番チャネル上でプローブ要請／応答の送受信）を行うことができる。

図５には示していないが、スキャニング動作は受動的スキャニング方式で行われてもよい。受動的スキャニングにおいて、スキャニングを行うＳＴＡはチャネルを移しながらビーコンフレームを待つ。ビーコンフレームは、ＩＥＥＥ ８０２．１１において管理フレーム（ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｒａｍｅ）の一つであり、無線ネットワークの存在を知らせ、スキャニングを行うＳＴＡにとって無線ネットワークを探して無線ネットワークに参加できるように周期的に送信される。ＢＳＳでＡＰがビーコンフレームを周期的に送信する役割を担い、ＩＢＳＳではＩＢＳＳ内のＳＴＡが交互にビーコンフレームを送信する。スキャニングを行うＳＴＡはビーコンフレームを受信すると、ビーコンフレームに含まれたＢＳＳに関する情報を保存し、他のチャネルに移動しながら各チャネルでビーコンフレーム情報を記録する。ビーコンフレームを受信したＳＴＡは、受信したビーコンフレームに含まれたＢＳＳ関連情報を保存し、次のチャネルに移動して同一の方法で次のチャネルでスキャニングを行うことができる。

能動的スキャニングと受動的スキャニングとを比較すれば、能動的スキャニングが受動的スキャニングに比べてディレー（ｄｅｌａｙ）及び電力消耗が小さいという利点がある。

ＳＴＡがネットワークを発見した後に、段階Ｓ５２０で認証過程を行うことができる。このような認証過程は、後述する段階Ｓ５４０の保安セットアップ動作と明確に区別するために、第１の認証（ｆｉｒｓｔ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）過程と呼ぶことができる。

認証過程は、ＳＴＡが認証要請フレーム（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｒａｍｅ）をＡＰに送信し、これに応答してＡＰが認証応答フレーム（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｆｒａｍｅ）をＳＴＡに送信する過程を含む。認証要請／応答に使われる認証フレーム（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｆｒａｍｅ）は管理フレームに該当する。

認証フレームは、認証アルゴリズム番号（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｎｕｍｂｅｒ）、認証トランザクションシーケンス番号（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｎｕｍｂｅｒ）、状態コード（ｓｔａｔｕｓ ｃｏｄｅ）、検問テキスト（ｃｈａｌｌｅｎｇｅ ｔｅｘｔ）、ＲＳＮ（Ｒｏｂｕｓｔ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、有限循環グループ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｃｙｃｌｉｃ Ｇｒｏｕｐ）などに関する情報を含むことができる。これは、認証要請／応答フレームに含まれ得る情報の一例示に過ぎず、他の情報に置き換わったり、追加の情報がさらに含まれたりしてもよい。

ＳＴＡは認証要請フレームをＡＰに送信することができる。ＡＰは、受信された認証要請フレームに含まれた情報に基づいて、当該ＳＴＡに対する認証を許容するか否かを決定することができる。ＡＰは認証処理の結果を認証応答フレームを通じてＳＴＡに提供することができる。

ＳＴＡが成功的に認証された後に、段階Ｓ５３０で関連付け過程を行うことができる。関連付け過程は、ＳＴＡが関連付け要請フレーム（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｒａｍｅ）をＡＰに送信し、それに応答してＡＰが関連付け応答フレーム（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｆｒａｍｅ）をＳＴＡに送信する過程を含む。

例えば、関連付け要請フレームは、様々な能力（ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）に関する情報、ビーコン聴取間隔（ｌｉｓｔｅｎｉｎ ｔｅｒｖａｌ）、ＳＳＩＤ（ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、支援レート（ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｒａｔｅｓ）、支援チャネル（ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｃｈａｎｎｅｌｓ）、ＲＳＮ、移動性ドメイン、支援オペレーティングクラス（ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｌａｓｓｅｓ）、ＴＩＭ放送要請（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｐ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｒｅｑｕｅｓｔ）、相互動作（ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ）サービス能力などに関する情報を含むことができる。

例えば、関連付け応答フレームは、様々な能力に関する情報、状態コード、ＡＩＤ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ＩＤ）、支援レート、ＥＤＣＡ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ）パラメータセット、ＲＣＰＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＲＳＮＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、移動性ドメイン、タイムアウト間隔（関連付けカムバック時間（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｃｏｍｅｂａｃｋ ｔｉｍｅ））、重複（ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ）ＢＳＳスキャンパラメータ、ＴＩＭ放送応答、ＱｏＳマップなどの情報を含むことができる。

これは関連付け要請／応答フレームに含まれ得る情報の一例に過ぎず、他の情報に置き換わったり、追加の情報がさらに含まれたりしてもよい。

ＳＴＡがネットワークに成功的に関連付けられた後に、段階Ｓ５４０で保安セットアップ過程を行うことができる。段階Ｓ５４０の保安セットアップ過程は、ＲＳＮＡ（Ｒｏｂｕｓｔ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）要請／応答を通じた認証過程ということもでき、上記の段階Ｓ５２０の認証過程を第１の認証（ｆｉｒｓｔ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）過程とし、段階Ｓ５４０の保安セットアップ過程を単純に認証過程と呼ぶこともできる。

段階Ｓ５４０の保安セットアップ過程は、例えば、ＥＡＰＯＬ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｏｖｅｒ ＬＡＮ）フレームを通じた４−ウェイ（ｗａｙ）ハンドシェーキングを通じて、プライベートキーセットアップ（ｐｒｉｖａｔｅ ｋｅｙ ｓｅｔｕｐ）をする過程を含むことができる。また、保安セットアップ過程は、ＩＥＥＥ ８０２．１１標準で定義しない保安方式によって行われてもよい。

２．１ ＷＬＡＮの進化
無線ＬＡＮで通信速度の限界を克服するために比較的最近に制定された技術標準としてＩＥＥＥ ８０２．１１ｎが存在する。ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎは、ネットワークの速度と信頼性を増大させ、且つ無線ネットワークの運営距離を拡張することに目的がある。より具体的に、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎは、データ処理速度が最大５４０Ｍｂｐｓ以上である高処理率（Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ；ＨＴ）を支援するとともに、送信エラーを最小化し、データ速度を最適化するために送信端と受信端の両方とも多重アンテナを使用するＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔｓ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔｓ）技術に基づいている。

無線ＬＡＮの普及が活性化され、さらにそれを用いたアプリケーションが多様化するに伴って、最近ではＩＥＥＥ ８０２．１１ｎが支援するデータ処理速度よりも高い処理率を支援するための新しい無線ＬＡＮシステムの必要性が台頭している。超高処理率（Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ；ＶＨＴ）を支援する次世代無線ＬＡＮシステムは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ無線ＬＡＮシステムの次のバージョン（例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃ）であり、ＭＡＣサービスアクセスポイント（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ；ＳＡＰ）で１Ｇｂｐｓ以上のデータ処理速度を支援するために最近に新しく提案されているＩＥＥＥ ８０２．１１無線ＬＡＮシステムの一つである。

次世代無線ＬＡＮシステムは、無線チャネルを效率的に利用するために複数のＳＴＡが同時にチャネルにアクセスするＭＵ−ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｕｓｅｒ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）方式の送信を支援する。ＭＵ−ＭＩＭＯ送信方式によれば、ＡＰが、ＭＩＭＯペアリング（ｐａｉｒｉｎｇ）された一つ以上のＳＴＡに同時にパケットを送信することができる。

また、ホワイトスペース（ｗｈｉｔｅ ｓｐａｃｅ）で無線ＬＡＮシステム動作を支援することが議論されている。例えば、アナログＴＶのデジタル化による遊休状態の周波数帯域（例えば、５４〜６９８ＭＨｚ帯域）のようなＴＶホワイトスペース（ＴＶＷＳ）での無線ＬＡＮシステムの導入は、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｆ標準として議論されている。しかし、これは例示に過ぎず、ホワイトスペースは、許可されたユーザ（ｌｉｃｅｎｓｅｄ ｕｓｅｒ）が優先して使用できる許可された帯域といえる。許可されたユーザは、許可された帯域の使用が許可されたユーザのことを意味し、許可された装置（ｌｉｃｅｎｓｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）、プライマリユーザ（ｐｒｉｍａｒｙ ｕｓｅｒ）、優先的ユーザ（ｉｎｃｕｍｂｅｎｔ ｕｓｅｒ）などと呼ぶこともできる。

例えば、ＷＳで動作するＡＰ及び／又はＳＴＡは、許可されたユーザに対する保護（ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）機能を提供しなければならない。例えば、ＷＳ帯域で特定帯域幅を有するように規約（ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ）上分割されている周波数帯域である特定ＷＳチャネルを、マイクロホン（ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ）のような許可されたユーザが既に使用している場合、許可されたユーザを保護するために、ＡＰ及び／又はＳＴＡは当該ＷＳチャネルに該当する周波数帯域は使用することができない。また、ＡＰ及び／又はＳＴＡは、現在フレーム送信及び／又は受信のために使用している周波数帯域を許可されたユーザが使用するようになると、当該周波数帯域の使用を中止しなければならない。

そのため、ＡＰ及び／又はＳＴＡは、ＷＳ帯域中の特定周波数帯域の使用が可能か否か、すなわち、当該周波数帯域に許可されたユーザが存在するか否かを把握する手順を先行しなければならない。許可されたユーザが特定周波数帯域に存在するか否かを把握することをスペクトルセンシング（ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｓｅｎｓｉｎｇ）という。スペクトルセンシングメカニズムとして、エネルギー探知（ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式、信号探知（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式などが活用される。受信信号の強度が一定値以上であれば、許可されたユーザが使用中であると判断したり、ＤＴＶプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）が検出されると、許可されたユーザが使用中であると判断すればよい。

また、次世代通信技術としてＭ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−Ｍａｃｈｉｎｅ）通信技術が議論されている。ＩＥＥＥ ８０２．１１無線ＬＡＮシステムでもＭ２Ｍ通信を支援するための技術標準がＩＥＥＥ ８０２．１１ａｈとして開発されている。Ｍ２Ｍ通信は、一つ以上のマシン（Ｍａｃｈｉｎｅ）が含まれる通信方式を意味し、ＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）又は事物通信と呼ばれることもある。ここで、マシンとは、人間の直接的な操作や介入を必要としない個体（ｅｎｔｉｔｙ）を意味する。例えば、無線通信モジュールが搭載された検針機（ｍｅｔｅｒ）や自動販売機のような装置を含めて、ユーザの操作／介入無しで自動でネットワークに接続して通信を行うことができるスマートフォンのようなユーザ機器もマシンの例示に該当し得る。Ｍ２Ｍ通信は、デバイス間の通信（例えば、Ｄ２Ｄ（Ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−Ｄｅｖｉｃｅ）通信）、デバイスとサーバー（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｅｒ）間の通信などを含むことができる。デバイスとサーバー間の通信の例示としては、自動販売機とサーバー、ＰＯＳ（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｓａｌｅ）装置とサーバー、電気、ガス又は水道検針機とサーバー間の通信が挙げられる。その他にも、Ｍ２Ｍ通信ベースのアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）には、保安（ｓｅｃｕｒｉｔｙ）、運送（ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ）、ヘルスケア（ｈｅａｌｔｈ ｃａｒｅ）などが含まれてもよい。このような適用例の特性を考慮すると、一般に、Ｍ２Ｍ通信は、数多くの機器が存在する環境でたまに少量のデータを低速で送受信することを支援できるものでなければならない。

具体的に、Ｍ２Ｍ通信は多数のＳＴＡを支援できるものでなければならない。現在定義されている無線ＬＡＮシステムでは、一つのＡＰに最大２００７個のＳＴＡが関連付けられる場合を仮定するが、Ｍ２Ｍ通信ではそれよりも多い個数（約６０００個）のＳＴＡが一つのＡＰに関連付けられる場合を支援する方案が議論されている。また、Ｍ２Ｍ通信では低い送信速度を支援／要求するアプリケーションが多いと予想される。これを円滑に支援するために、例えば、無線ＬＡＮシステムでは、ＴＩＭ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｐ）要素に基づいてＳＴＡが自身に送信されるデータの有無を認知できるが、ＴＩＭのビットマップサイズを減らす方案が議論されている。また、Ｍ２Ｍ通信では送信／受信間隔が非常に長いトラフィックが多いと予想される。例えば、電気／ガス／水道の使用量のように長い周期（例えば、１ケ月）ごとに大変少ない量のデータをやり取りすることが要求される。そのため、無線ＬＡＮシステムでは、一つのＡＰに関連付けられ得るＳＴＡの個数が非常に多くなっても、一つのビーコン周期の間にＡＰから受信するデータフレームが存在するＳＴＡの個数が大変少ない場合を效率的に支援する方案が議論されている。

このように無線ＬＡＮ技術は急速に進化しつつあり、前述の例示に加えて、直接リンクセットアップ、メディアストリーミング性能の改善、高速及び／又は大規模の初期セッションセットアップの支援、拡張された帯域幅及び動作周波数の支援などのための技術が開発されている。

２．２ 媒体アクセスメカニズム
ＩＥＥＥ ８０２．１１に基づく無線ＬＡＮシステムにおいて、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）の基本アクセスメカニズムは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）メカニズムである。ＣＳＭＡ／ＣＡメカニズムは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＭＡＣの分配調整機能（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ、ＤＣＦ）とも呼ばれるが、基本的に「ｌｉｓｔｅｎ ｂｅｆｏｒｅ ｔａｌｋ」アクセスメカニズムを採用している。このような類型のアクセスメカニズムによれば、ＡＰ及び／又はＳＴＡは送信を始めるに先立ち、所定の時間区間（例えば、ＤＩＦＳ（ＤＣＦ Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）の間に無線チャネル又は媒体（ｍｅｄｉｕｍ）をセンシング（ｓｅｎｓｉｎｇ）するＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）を行うことができる。センシングの結果、媒体が遊休状態（ｉｄｌｅ ｓｔａｔｕｓ）でと判断されると、当該媒体を通じてフレーム送信を始める。一方、媒体が占有状態（ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｓｔａｔｕｓ）と感知されると、当該ＡＰ及び／又はＳＴＡは自分の送信を始めず、媒体アクセスのための遅延期間（例えば、任意バックオフ周期（ｒａｎｄｏｍ ｂａｃｋｏｆｆ ｐｅｒｉｏｄ））を設定して待った後、フレーム送信を試みることができる。任意バックオフ周期の適用から、複数のＳＴＡはそれぞれ異なった時間待った後にフレーム送信を試みることが期待されるため、衝突（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を最小化することができる。

また、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＭＡＣプロトコルはＨＣＦ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を提供する。ＨＣＦはＤＣＦとＰＣＦ（Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）に基づく。ＰＣＦは、ポーリング（ｐｏｌｌｉｎｇ）ベースの同期式アクセス方式で、全ての受信ＡＰ及び／又はＳＴＡがデータフレームを受信できるように周期的にポーリングする方式のことをいう。また、ＨＣＦは、ＥＤＣＡ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ）とＨＣＣＡ（ＨＣＦ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ）を有する。ＥＤＣＡは、提供者が複数のユーザにデータフレームを提供するためのアクセス方式を競合ベースとするものであり、ＨＣＣＡは、ポーリングメカニズムを用いた非競合ベースのチャネルアクセス方式を用いるものである。また、ＨＣＦは、ＷＬＡＮのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を向上させるための媒体アクセスメカニズムを含み、競合周期（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｏｄ；ＣＰ）、非競合周期（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｆｒｅｅ Ｐｅｒｉｏｄ；ＣＦＰ）のいずれにおいてもＱｏＳデータを送信することができる。

図６は、バックオフ過程を説明するための図である。

図６を参照して任意バックオフ周期に基づく動作について説明する。占有（ｏｃｃｕｐｙ又はｂｕｓｙ）状態だった媒体が遊休（ｉｄｌｅ）状態に変更されると、複数のＳＴＡはデータ（又はフレーム）送信を試みることができる。この時、衝突を最小化するための方案として、ＳＴＡはそれぞれ任意バックオフカウントを選択し、それに該当するスロット時間だけ待機した後、送信を試みることができる。任意バックオフカウントは、擬似−任意整数（ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ ｉｎｔｅｇｅｒ）値を有し、０乃至ＣＷ範囲の値のいずれか一つに決定され得る。ここで、ＣＷは、競合ウィンドウ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｗｉｎｄｏｗ）パラメータ値である。ＣＷパラメータは初期値としてＣＷｍｉｎが与えられるが、送信失敗の場合（例えば、送信されたフレームに対するＡＣＫを受信できなかった場合）に２倍の値を取ることができる。ＣＷパラメータ値がＣＷｍａｘになると、データ送信に成功するまでＣＷｍａｘ値を維持しながらデータ送信を試みることができ、データ送信に成功する場合にはＣＷｍｉｎ値にリセットされる。ＣＷ、ＣＷｍｉｎ及びＣＷｍａｘ値は２ｎ−１（ｎ＝０，１，２，…）に設定されることが好ましい。

任意バックオフ過程が始まると、ＳＴＡは、決定されたバックオフカウント値によってバックオフスロットをカウントダウンする間に続けて媒体をモニタする。媒体が占有状態とモニタされるとカウントダウンを止めて待機し、媒体が遊休状態になると余のカウントダウンを再開する。

図６の例示で、ＳＴＡ３のＭＡＣに送信するパケットが到達した場合に、ＳＴＡ３はＤＩＦＳだけ媒体が遊休状態であることを確認し、直ちにフレームを送信することができる。一方、残りのＳＴＡは、媒体が占有（ｂｕｓｙ）状態であることをモニタして待機する。その間にＳＴＡ１、ＳＴＡ２及びＳＴＡ５のそれぞれでも送信するデータが発生することがあり、それぞれのＳＴＡは、媒体が遊休状態とモニタされると、ＤＩＦＳだけ待機した後に、それぞれ選択した任意バックオフカウント値によってバックオフスロットのカウントダウンを行うことができる。

図６の例示では、ＳＴＡ２が最も小さいバックオフカウント値を選択し、ＳＴＡ１が最も大きいバックオフカウント値を選択した場合を示す。すなわち、ＳＴＡ２がバックオフカウントを終えてフレーム送信を始める時点でＳＴＡ５の残余バックオフ時間はＳＴＡ１の残余バックオフ時間よりも短い場合を例示する。ＳＴＡ１及びＳＴＡ５は、ＳＴＡ２が媒体を占有する間に暫くの間カウントダウンを止めて待機する。ＳＴＡ２の占有が終了して媒体が再び遊休状態になると、ＳＴＡ１及びＳＴＡ５はＤＩＦＳだけ待機した後に、止めていたバックオフカウントを再開する。すなわち、残余バックオフ時間だけの余のバックオフスロットをカウントダウンした後にフレーム送信を始めることができる。ＳＴＡ５の残余バックオフ時間がＳＴＡ１よりも短かったため、ＳＴＡ５がフレーム送信を始めるようになる。

一方、ＳＴＡ２が媒体を占有する間にＳＴＡ４でも送信するデータが発生することがある。このとき、ＳＴＡ４の立場では、媒体が遊休状態になるとＤＩＦＳだけ待機した後、自身が選択した任意バックオフカウント値によるカウントダウンを行ってフレーム送信を始めることができる。図６の例示では、ＳＴＡ５の残余バックオフ時間がＳＴＡ４の任意バックオフカウント値と偶然に一致する場合を示し、この場合、ＳＴＡ４とＳＴＡ５間に衝突が発生することがある。衝突が発生する場合はＳＴＡ４、ＳＴＡ５両方ともＡＣＫを受けることができず、データ送信に失敗することになる。この場合、ＳＴＡ４とＳＴＡ５はＣＷ値を２倍に増やした後に任意バックオフカウント値を選択してカウントダウンを行うことができる。一方、ＳＴＡ１は、ＳＴＡ４とＳＴＡ５の送信によって媒体が占有状態である間に待機しているが、媒体が遊休状態になると、ＤＩＦＳだけ待機した後、残余バックオフ時間が経過するとフレーム送信を始めることができる。

２．３ ＳＴＡのセンシング動作
前述したように、ＣＳＭＡ／ＣＡメカニズムは、ＡＰ及び／又はＳＴＡが媒体を直接センシングする物理的キャリアセンシング（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｉｎｇ）の他、仮想キャリアセンシング（ｖｉｒｔｕａｌ ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｉｎｇ）も含む。仮想キャリアセンシングは、隠されたノード問題（ｈｉｄｄｅｎ ｎｏｄｅ ｐｒｏｂｌｅｍ）などのように媒体アクセスで発生し得る問題を補完するために用いられる。仮想キャリアセンシングのために、無線ＬＡＮシステムのＭＡＣはネットワーク割当ベクトル（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ；ＮＡＶ）を用いることができる。ＮＡＶは、現在媒体を使用していたり又は使用する権限のあるＡＰ及び／又はＳＴＡが、媒体が利用可能な状態になるまで残っている時間を、他のＡＰ及び／又はＳＴＡに指示（ｉｎｄｉｃａｔｅ）する値である。したがって、ＮＡＶに設定された値は当該フレームを送信するＡＰ及び／又はＳＴＡによって媒体の使用が予定されている期間に該当し、ＮＡＶ値を受信するＳＴＡは、当該期間において媒体アクセスが禁止される。ＮＡＶは、例えば、フレームのＭＡＣヘッダ（ｈｅａｄｅｒ）の「ｄｕｒａｔｉｏｎ」フィールドの値によって設定されてもよい。

また、衝突可能性を減少させるために堅牢な衝突検出（ｒｏｂｕｓｔ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔ）メカニズムが導入された。これについて図７及び図８を参照して説明する。実際にキャリアセンシング範囲と送信範囲は同一でないこともあるが、説明の便宜のために両者は同一であると仮定する。

図７は、隠されたノード及び露出されたノードを説明するための図である。

図７（ａ）は隠されたノードに対する例示であり、ＳＴＡ ＡとＳＴＡ Ｂとが通信中にあり、ＳＴＡ Ｃが送信する情報を持っている場合である。具体的に、ＳＴＡ ＡがＳＴＡ Ｂに情報を送信している状況であるにもかかわらず、ＳＴＡ ＣがＳＴＡ Ｂにデータを送る前にキャリアセンシングを行う際、媒体が遊休状態にあると判断することがある。これは、ＳＴＡ Ａの送信（すなわち、媒体占有）をＳＴＡ Ｃの位置ではセンシングできないこともあるためである。このような場合、ＳＴＡ ＢはＳＴＡ ＡとＳＴＡ Ｃの情報を同時に受け、衝突が発生することになる。このとき、ＳＴＡ ＡをＳＴＡ Ｃの隠されたノードということができる。

図７（ｂ）は、露出されたノード（ｅｘｐｏｓｅｄ ｎｏｄｅ）に対する例示であり、ＳＴＡ ＢがＳＴＡ Ａにデータを送信している状況で、ＳＴＡ ＣがＳＴＡＤに送信する情報を持っている場合である。この場合、ＳＴＡ Ｃがキャリアセンシングを行うと、ＳＴＡ Ｂの送信によって媒体が占有された状態であると判断することができる。そのため、ＳＴＡ ＣがＳＴＡ Ｄに送信する情報を持っていても、媒体占有状態とセンシングされたため、媒体が遊休状態になるまで待たなければならない。しかし、実際にはＳＴＡ ＡはＳＴＡ Ｃの送信範囲外にあるため、ＳＴＡ Ｃからの送信とＳＴＡ Ｂからの送信とがＳＴＡ Ａの立場では衝突しないこともあるため、ＳＴＡ ＣはＳＴＡ Ｂが送信を止めるまで余計に待機することとなる。このとき、ＳＴＡ ＣをＳＴＡ Ｂの露出されたノードということができる。

図８は、ＲＴＳとＣＴＳを説明するための図である。

図７のような例示的な状況で衝突回避（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｖｏｉｄａｎｃｅ）メカニズムを效率的に利用するために、ＲＴＳ（ｒｅｑｕｅｓｔ ｔｏ ｓｅｎｄ）とＣＴＳ（ｃｌｅａｒ ｔｏ ｓｅｎｄ）などの短いシグナリングパケット（ｓｈｏｒｔ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｐａｃｋｅｔ）を利用することができる。両ＳＴＡ間のＲＴＳ／ＣＴＳは周囲のＳＴＡがオーバーヒヤリング（ｏｖｅｒ ｈｅａｒｉｎｇ）できるようにし、この周囲のＳＴＡが上記両ＳＴＡ間の情報送信の有無を考慮するようにすることができる。例えば、データを送信しようとするＳＴＡがデータを受けるＳＴＡにＲＴＳフレームを送信すると、データを受けるＳＴＡはＣＴＳフレームを周囲の端末に送信することによって、自身がデータを受けることを知らせることができる。

図８（ａ）は、隠されたノード問題を解決する方法に関する例示であり、ＳＴＡ ＡとＳＴＡ ＣがいずれもＳＴＡ Ｂにデータを送信しようとする場合を仮定する。ＳＴＡ ＡがＲＴＳをＳＴＡ Ｂに送ると、ＳＴＡ ＢはＣＴＳを自身の周囲にあるＳＴＡ Ａ及びＳＴＡ Ｃの両方に送信する。その結果、ＳＴＡ ＣはＳＴＡ ＡとＳＴＡ Ｂのデータ送信が終わるまで待機し、衝突を避けることとなる。

図８（ｂ）は、露出されたノード問題を解決する方法に対する例示であり、ＳＴＡ ＡとＳＴＡ Ｂ間のＲＴＳ／ＣＴＳ送信をＳＴＡ Ｃがオーバーヒヤリングすることによって、ＳＴＡ Ｃは自身が他のＳＴＡ（例えば、ＳＴＡ Ｄ）にデータを送信しても衝突が発生しないことと判断することができる。すなわち、ＳＴＡ Ｂは周囲の全ての端末機にＲＴＳを送信し、実際に送るデータがあるＳＴＡ ＡのみがＣＴＳを送信するようになる。ＳＴＡ ＣはＲＴＳを受信できるだけで、ＳＴＡ ＡのＣＴＳは受信できないため、ＳＴＡ ＡはＳＴＡ Ｃのキャリアセンシング外にあるということがわかる。

２．４ 電力管理
前述したように、無線ＬＡＮシステムではＳＴＡが送受信を行う前にチャネルセンシングを行わなければならないが、チャネルを常にセンシングすることはＳＴＡの持続的な電力消耗を引き起こす。受信状態での電力消耗は送信状態での電力消耗に比べて大差はなく、受信状態を持続することも、電力の制限された（すなわち、バッテリーによって動作する）ＳＴＡには大きな負担となる。したがって、ＳＴＡが持続的にチャネルをセンシングするために受信待機状態を維持すると、無線ＬＡＮ処理率の側面で特別な利点無しに電力を非効率的に消耗することになる。このような問題点を解決するために、無線ＬＡＮシステムではＳＴＡの電力管理（ｐｏｗｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ＰＭ）モードを支援する。

ＳＴＡの電力管理モードはアクティブ（ａｃｔｉｖｅ）モード及び電力節約（ｐｏｗｅｒ ｓａｖｅ；ＰＳ）モードに分けられる。ＳＴＡは基本的にアクティブモードで動作する。アクティブモードで動作するＳＴＡは、アウェイク状態（ａｗａｋｅ ｓｔａｔｅ）を維持する。アウェイク状態は、フレーム送受信やチャネルスキャニングなどの正常動作が可能な状態である。一方、ＰＳモードで動作するＳＴＡはスリープ状態（ｓｌｅｅｐ ｓｔａｔｅ）とアウェイク状態（ａｗａｋｅ ｓｔａｔｅ）を切り替えながら動作する。スリープ状態で動作するＳＴＡは、最小限の電力で動作し、フレーム送受信だけでなくチャネルスキャニングも行わない。

ＳＴＡがスリープ状態でできるだけ長く動作するほど電力消耗が減るため、ＳＴＡの動作期間が増加する。しかし、スリープ状態ではフレーム送受信が不可能なため、無条件に長く動作するわけにはいかない。スリープ状態で動作するＳＴＡがＡＰに送信するフレームが存在する場合、アウェイク状態に切り替えてフレームを送信することができる。一方、ＡＰがＳＴＡに送信するフレームがある場合、スリープ状態のＳＴＡはそれを受信できない他、受信するフレームが存在することもわからない。したがって、ＳＴＡは自身に送信されるフレームの存在有無を確認するために（また、存在するならそれを受信するために）特定周期によってアウェイク状態に切り替える動作が必要なことがある。

図９は、電力管理動作を説明するための図である。

図９を参照すると、ＡＰ ２１０は、一定の周期でビーコンフレーム（ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ）をＢＳＳ内のＳＴＡに送信する（Ｓ２１１、Ｓ２１２、Ｓ２１３、Ｓ２１４、Ｓ２１５、Ｓ２１６）。ビーコンフレームには、ＴＩＭ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｐ）情報要素（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ）が含まれる。ＴＩＭ情報要素は、ＡＰ ２１０が、自身と関連付いているＳＴＡに対するバッファされたトラフィックが存在し、フレームを送信する旨を知らせる情報を含む。ＴＩＭ要素には、ユニキャスト（ｕｎｉｃａｓｔ）フレームを知らせるために用いられるＴＩＭと、マルチキャスト（ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）又はブロードキャスト（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）フレームを知らせるために用いられるＤＴＩＭ（ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｔｒａｆｆｉｃ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ ｍａｐ）がある。

ＡＰ ２１０は、３回のビーコンフレームを送信する度に１回ずつＤＴＩＭを送信することができる。ＳＴＡ１ ２２０及びＳＴＡ２ ２２２はＰＳモードで動作するＳＴＡである。ＳＴＡ１ ２２０及びＳＴＡ２ ２２２は、所定の周期のウェイクアップインターバル（ｗａｋｅｕｐ ｉｎｔｅｒｖａｌ）ごとにスリープ状態からアウェイク状態に切り替えて、ＡＰ ２１０によって送信されたＴＩＭ要素を受信できるように設定されてもよい。それぞれのＳＴＡは、自身のローカルクロック（ｌｏｃａｌ ｃｌｏｃｋ）に基づいてアウェイク状態に切り替える時点を計算することができ、図９の例示ではＳＴＡのクロックがＡＰのクロックと一致すると仮定する。

例えば、所定のウェイクアップインターバルは、ＳＴＡ１ ２２０がビーコンインターバルごとにアウェイク状態に切り替わってＴＩＭ要素を受信できるように設定されてもよい。そのため、ＳＴＡ１ ２２０は、ＡＰ ２１０が最初にビーコンフレームを送信する時（Ｓ２１１）にアウェイク状態に切り替わり得る（Ｓ２２１）。ＳＴＡ１ ２２０は、ビーコンフレームを受信してＴＩＭ要素を獲得することができる。獲得されたＴＩＭ要素が、ＳＴＡ１ ２２０に送信されるフレームがある旨を指示すると、ＳＴＡ１ ２２０は、ＡＰ ２１０にフレーム送信を要請するＰＳ−Ｐｏｌｌ（Ｐｏｗｅｒ Ｓａｖｅ−Ｐｏｌｌ）フレームをＡＰ ２１０に送信することができる（Ｓ２２１ａ）。ＡＰ ２１０は、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームに対応してフレームをＳＴＡ１ ２２０に送信することができる（Ｓ２３１）。フレーム受信を完了したＳＴＡ１ ２２０は再びスリープ状態に切り替わって動作する。

ＡＰ ２１０が二番目にビーコンフレームを送信するにあたり、他の装置が媒体にアクセスするなどして媒体が占有された（ｂｕｓｙ ｍｅｄｉｕｍ）状態であるから、ＡＰ ２１０は正確なビーコンインターバルに合わせてビーコンフレームを送信できず、遅延された時点に送信することがある（Ｓ２１２）。この場合、ＳＴＡ１ ２２０はビーコンインターバルに合わせて動作モードをアウェイク状態に切り替えるが、遅延送信されるビーコンフレームを受信できず、再びスリープ状態に切り替わる（Ｓ２２２）。

ＡＰ ２１０が三番目にビーコンフレームを送信する時、当該ビーコンフレームはＤＴＩＭと設定されたＴＩＭ要素を含むことができる。ただし、媒体が占有された（ｂｕｓｙ ｍｅｄｉｕｍ）状態であるから、ＡＰ ２１０はビーコンフレームを遅延して送信する（Ｓ２１３）。ＳＴＡ１ ２２０は、ビーコンインターバルに合わせてアウェイク状態に切り替わって動作し、ＡＰ ２１０によって送信されるビーコンフレームからＤＴＩＭを獲得することができる。ＳＴＡ１ ２２０が獲得したＤＴＩＭは、ＳＴＡ１ ２２０に送信されるフレームはなく、他のＳＴＡのためのフレームが存在する旨を指示する場合を仮定する。この場合、ＳＴＡ１ ２２０は、自身が受信するフレームがないことを確認し、再びスリープ状態に切り替わって動作することができる。ＡＰ ２１０はビーコンフレーム送信後にフレームを該当のＳＴＡに送信する（Ｓ２３２）。

ＡＰ ２１０は、四番目にビーコンフレームを送信する（Ｓ２１４）。ただし、ＳＴＡ１ ２２０は、その以前の２回にわたるＴＩＭ要素受信から、自身に対するバッファされたトラフィックが存在するという情報が獲得できなかったため、ＴＩＭ要素受信のためのウェイクアップインターバルを調整してもよい。又は、ＡＰ ２１０によって送信されるビーコンフレームにＳＴＡ１ ２２０のウェイクアップインターバル値を調整するためのシグナリング情報が含まれた場合、ＳＴＡ１ ２２０のウェイクアップインターバル値が調整されてもよい。本例示で、ＳＴＡ１ ２２０は、ビーコンインターバルごとにＴＩＭ要素受信のために運営状態を切り替えたことを３回のビーコンインターバルごとに１回起床するように運営状態を切り替えることに設定されてもよい。したがって、ＳＴＡ１ ２２０は、ＡＰ ２１０が四番目のビーコンフレームを送信し（Ｓ２１４）、五番目のビーコンフレームを送信する時点に（Ｓ２１５）スリープ状態を維持するため、ＴＩＭ要素を獲得することができない。

ＡＰ ２１０が六番目にビーコンフレームを送信する時（Ｓ２１６）、ＳＴＡ１ ２２０はアウェイク状態に切り替わって動作し、ビーコンフレームに含まれたＴＩＭ要素を獲得することができる（Ｓ２２４）。ＴＩＭ要素は、ブロードキャストフレームが存在する旨を指示するＤＴＩＭであるから、ＳＴＡ１ ２２０はＰＳ−ＰｏｌｌフレームをＡＰ ２１０に送信することなく、ＡＰ ２１０によって送信されるブロードキャストフレームを受信することができる（Ｓ２３４）。一方、ＳＴＡ２ ２３０に設定されたウェイクアップインターバルはＳＴＡ１ ２２０に比べて長い周期に設定されてもよい。そのため、ＳＴＡ２ ２３０は、ＡＰ ２１０が五番目にビーコンフレームを送信する時点（Ｓ２１５）にアウェイク状態に切り替わってＴＩＭ要素を受信することができる（Ｓ２４１）。ＳＴＡ２ ２３０は、ＴＩＭ要素から、自身に送信されるフレームが存在することがわかり、フレーム送信を要請するためにＡＰ ２１０にＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信することができる（Ｓ２４１ａ）。ＡＰ ２１０はＰＳ−Ｐｏｌｌフレームに対応してＳＴＡ２ ２３０にフレームを送信することができる（Ｓ２３３）。

図９のような電力節約モードの運営のためにＴＩＭ要素には、ＳＴＡに送信されるフレームが存在するか否かを指示するＴＩＭ、又はブロードキャスト／マルチキャストフレームが存在するか否かを指示するＤＴＩＭが含まれる。ＤＴＩＭはＴＩＭ要素のフィールド設定によって具現することができる。

図１０乃至図１２は、ＴＩＭを受信したＳＴＡの動作を詳しく説明するための図である。

図１０を参照すると、ＳＴＡは、ＡＰからＴＩＭを含むビーコンフレームを受信するためにスリープ状態からアウェイク状態に切り替わり、受信したＴＩＭ要素を解釈して、自身に送信されるバッファされたトラフィックがあることを確認できる。ＳＴＡは、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信のための媒体アクセスのために他のＳＴＡと競合（ｃｏｎｔｅｎｄｉｎｇ）を行った後に、ＡＰにデータフレーム送信を要請するためにＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信することができる。ＳＴＡによって送信されたＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信したＡＰは、ＳＴＡにフレームを送信することができる。ＳＴＡはデータフレームを受信し、それに対する確認応答（ＡＣＫ）フレームをＡＰに送信することができる。以降、ＳＴＡは再びスリープ状態に切り替わればよい。

図１０のように、ＡＰは、ＳＴＡからＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信した後、所定の時間（例えば、ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ））後にデータフレームを送信する即時応答（ｉｍｍｅｄｉａｔｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）方式によって動作することができる。一方、ＡＰがＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信した後に、ＳＴＡに送信するデータフレームをＳＩＦＳ時間の間に準備できなかった場合は、遅れた応答（ｄｅｆｅｒｒｅｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）方式によって動作してもよく、それに対ついて図１１を参照して説明する。

図１１の例示で、ＳＴＡがスリープ状態からアウェイク状態に切り替わってＡＰからＴＩＭを受信し、競合を経てＰＳ−ＰｏｌｌフレームをＡＰに送信する動作は、図１０の例示と同一である。ＡＰがＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信したが、ＳＩＦＳの間にデータフレームを用意できなかった場合、データフレームを送信する代わりにＡＣＫフレームをＳＴＡに送信してもよい。ＡＰは、ＡＣＫフレーム送信後データフレームが用意されると、競合を行った後、データフレームをＳＴＡに送信することができる。ＳＴＡはデータフレームを成功的に受信したことを表すＡＣＫフレームをＡＰに送信し、スリープ状態に切り替わればよい。

図１２は、ＡＰがＤＴＩＭを送信する例示に関するものである。ＳＴＡはＡＰからＤＴＩＭ要素を含むビーコンフレームを受信するためにスリープ状態からアウェイク状態に切り替わってもよい。これらのＳＴＡは、受信したＤＴＩＭから、マルチキャスト／ブロードキャストフレームが送信されることがわかる。ＡＰは、ＤＴＩＭを含むビーコンフレームを送信後に、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送受信動作無しで直ちにデータ（すなわち、マルチキャスト／ブロードキャストフレーム）を送信することができる。これらのＳＴＡは、ＤＴＩＭを含むビーコンフレームを受信してから引き続きアウェイク状態を維持しながらデータを受信し、データ受信が完了した後再びスリープ状態に切り替わればよい。

２．５ ＴＩＭ構造
図９乃至図１２を参照して上述したＴＩＭ（又は、ＤＴＩＭ）プロトコルに基づく電力節約モード運営方法において、ＳＴＡは、ＴＩＭ要素に含まれたＳＴＡ識別情報から、自身のために送信されるデータフレームが存在するか否かを確認することができる。ＳＴＡ識別情報は、ＳＴＡとＡＰとの関連付け（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）時にＳＴＡに割り当てられた識別子であるＡＩＤ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）に関する情報であってよい。

ＡＩＤは一つのＢＳＳ内ではそれぞれのＳＴＡに対する固有の（ｕｎｉｑｕｅ）識別子として使われる。一例として、現在無線ＬＡＮシステムにおいてＡＩＤとしては１から２００７までの値のうち一つの値を割り当てることができる。現在定義されている無線ＬＡＮシステムでは、ＡＰ及び／又はＳＴＡが送信するフレームにはＡＩＤのために１４ビットを割り当てることができ、ＡＩＤ値は１６３８３まで割り当てることができるが、２００８〜１６３８３は予備（ｒｅｓｅｒｖｅｄ）値として設定されている。

既存の定義によるＴＩＭ要素は、一つのＡＰに多数の（例えば、２００７個を超える）ＳＴＡが関連付けられ得るＭ２Ｍアプリケーションの適用には適していない。既存のＴＩＭ構造をそのまま拡張する場合にはＴＩＭビットマップのサイズが大きすぎになるため、既存のフレームフォーマットでは支援することができず、また、低い伝送レートのアプリケーションを考慮するＭ２Ｍ通信に適していない。また、Ｍ２Ｍ通信では、一つのビーコン周期の間に受信データフレームが存在するＳＴＡの個数は大変少ないと予想される。したがって、このようなＭ２Ｍ通信の適用例を考慮すれば、ＴＩＭビットマップのサイズは大きくなるが、大部分のビットが０値を有する場合が多く発生すると予想されるため、ビットマップを效率的に圧縮する技術が要求される。

既存のビットマップ圧縮技術として、ビットマップの先頭部分に連続する０を省略してオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）（又は、開始点）値で定義する方案がある。しかし、バッファされたフレームが存在するＳＴＡの個数は少ないが、それぞれのＳＴＡのＡＩＤ値の差が大きいと圧縮効率が高くない。例えば、ＡＩＤが１０と２０００の値であるただ２つのＳＴＡに送信するフレームのみがバッファされている場合、圧縮されたビットマップの長さは１９９０であるが、両端を除いてはいずれも０の値を有することになる。一つのＡＰに関連付けられ得るＳＴＡの個数が少ない場合にはビットマップ圧縮の非効率性があまり問題にならないが、ＳＴＡの個数が増加する場合は、このような非効率性が全体システム性能を阻害する要素になることもある。

これを解決するための方案として、ＡＩＤを複数のグループに分けてより効果的なデータ送信を行うようにすることができる。各グループには、指定されたグループＩＤ（ＧＩＤ）が割り当てられる。このようなグループベースで割り当てられるＡＩＤについて図１３を参照して説明する。

図１３（ａ）は、グループベースで割り当てられたＡＩＤの一例を示す図である。図１３（ａ）の例示では、ＡＩＤビットマップの先頭部におけるいくつかのビットを、ＧＩＤを示すために用いることができる。例えば、ＡＩＤビットマップにおける先頭の２ビットを用いて４個のＧＩＤを示すことができる。ＡＩＤビットマップの全体長さがＮビットの場合に、先頭の２ビット（Ｂ１及びＢ２）の値は当該ＡＩＤのＧＩＤを示す。

図１３（ｂ）は、グループベースで割り当てられたＡＩＤの他の例を示す図である。図１３（ｂ）の例示では、ＡＩＤの位置によってＧＩＤを割り当てることができる。このとき、同一のＧＩＤを使用するＡＩＤはオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）及び長さ（ｌｅｎｇｔｈ）の値で表現することができる。例えば、ＧＩＤ １がオフセットＡ及び長さＢで表現されると、ビットマップ上でＡ乃至Ａ＋Ｂ−１のＡＩＤがＧＩＤ １を有するということを意味する。例えば、図１３（ｂ）の例示で、全体１乃至Ｎ４のＡＩＤが４個のグループに分割されると仮定する。この場合、ＧＩＤ １に属するＡＩＤは１乃至Ｎ１であり、このグループに属するＡＩＤはオフセット１及び長さＮ１で表現することができる。次に、ＧＩＤ ２に属するＡＩＤをオフセットＮ１＋１及び長さＮ２−Ｎ１＋１で表現することができ、ＧＩＤ ３に属するＡＩＤをオフセットＮ２＋１及び長さＮ３−Ｎ２＋１で表現することができ、ＧＩＤ ４に属するＡＩＤをオフセットＮ３＋１及び長さＮ４−Ｎ３＋１で表現することができる。

このようなグループベースで割り当てられるＡＩＤが導入されると、ＧＩＤによって異なる時間区間にチャネルアクセスを許容できるようにすることによって、多数のＳＴＡに対するＴＩＭ要素不足の問題を解決すると同時に、効率的なデータの送受信を行うことができる。例えば、特定時間区間では特定グループに該当するＳＴＡにのみチャネルアクセスが許容され、残り他のＳＴＡにはチャネルアクセスが制限（ｒｅｓｔｒｉｃｔ）されてもよい。このように特定ＳＴＡにのみアクセスが許容される所定の時間区間を、制限されたアクセスウィンドウ（Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｗｉｎｄｏｗ；ＲＡＷ）と呼ぶこともできる。

ＧＩＤによるチャネルアクセスについて図１３（ｃ）を参照して説明する。図１３（ｃ）では、ＡＩＤが３個のグループに分けられている場合、ビーコンインターバルによるチャネルアクセスメカニズムを例示的に示す。一番目のビーコンインターバル（又は、一番目のＲＡＷ）は、ＧＩＤ １に属するＡＩＤに該当するＳＴＡのチャネルアクセスが許容される区間で、他のＧＩＤに属するＳＴＡのチャネルアクセスは許容されない。これを具現するために、一番目のビーコンにはＧＩＤ １に該当するＡＩＤのみのためのＴＩＭ要素が含まれる。二番目のビーコンフレームにはＧＩＤ ２を有するＡＩＤのみのためのＴＩＭ要素が含まれ、これによって二番目のビーコンインターバル（又は、二番目のＲＡＷ）の間には、ＧＩＤ ２に属するＡＩＤに該当するＳＴＡのチャネルアクセスのみが許容される。三番目のビーコンフレームには、ＧＩＤ ３を有するＡＩＤのみのためのＴＩＭ要素が含まれ、これによって三番目のビーコンインターバル（又は、三番目のＲＡＷ）の間には、ＧＩＤ ３に属するＡＩＤに該当するＳＴＡのチャネルアクセスのみが許容される。四番目のビーコンフレームには再びＧＩＤ １を有するＡＩＤのみのためのＴＩＭ要素が含まれ、これによって四番目のビーコンインターバル（又は、四番目のＲＡＷ）の間には、ＧＩＤ １に属するＡＩＤに該当するＳＴＡのチャネルアクセスのみが許容される。続いて、五番目以降のビーコンインターバル（又は、五番目以降のＲＡＷ）のそれぞれにおいても、当該ビーコンフレームに含まれたＴＩＭで指示される特定グループに属したＳＴＡのチャネルアクセスのみが許容されてもよい。

図１３（ｃ）では、ビーコンインターバルによって許容されるＧＩＤの順序が循環的又は周期的な例示を示しているが、これに制限されることはない。すなわち、ＴＩＭ要素に特定ＧＩＤに属するＡＩＤのみを含めることによって、特定時間区間（例えば、特定ＲＡＷ）の間に、これら特定ＡＩＤに該当するＳＴＡのみのチャネルアクセスを許容し、残りのＳＴＡのチャネルアクセスは許容しない方式で動作してもよい。

前述したようなグループベースＡＩＤ割当方式は、ＴＩＭの階層的（ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ）構造と呼ぶこともできる。すなわち、全体ＡＩＤ空間を複数個のブロックに分割し、０以外の値を持つ特定ブロックに該当するＳＴＡ（すなわち、特定グループのＳＴＡ）のチャネルアクセスのみが許容されるようにすることができる。これによって、大きいサイズのＴＩＭを小さいブロック／グループに分割して、ＳＴＡがＴＩＭ情報を維持しやすくし、且つＳＴＡのクラス、サービス品質（ＱｏＳ）、又は用途によってブロック／グループを管理しやすくする。図１３の例示では２−レベルの階層を示しているが、２つ以上のレベルの形態で階層的構造のＴＩＭが構成されてもよい。例えば、全体ＡＩＤ空間を複数個のページ（ｐａｇｅ）グループに分割し、それぞれのページグループを複数個のブロックに区別し、それぞれのブロックを複数個のサブ−ブロックに分割することができる。このような場合、図１３（ａ）の例示の拡張として、ＡＩＤビットマップにおいて先頭のＮ１個のビットはページＩＤ（すなわち、ＰＩＤ）を示し、その次のＮ２個のビットはブロックＩＤを示し、その次のＮ３個のビットはサブ−ブロックＩＤを示し、残りのビットがサブ−ブロック内のＳＴＡビット位置を示す方式で構成されてもよい。

以下に説明する本発明の例示において、ＳＴＡ（又は、それぞれのＳＴＡに割り当てられたＡＩＤ）を所定の階層的なグループ単位に分割して管理する様々な方式が適用されてもよく、グループベースＡＩＤ割当方式は上記の例示に制限されるものではない。

２．６ 改善されたチャネルアクセス方案
グループベースでＡＩＤが割当／管理される場合、特定グループに属したＳＴＡは当該グループに割り当てられた「グループチャネルアクセスインターバル」（又はＲＡＷ）でのみチャネルを使用することができる。仮にＳＴＡがＭ２Ｍアプリケーションを支援する場合に、当該ＳＴＡに対するトラフィックは長い周期（例えば、数十分又は数時間）で発生する特性を有することがある。このようなＳＴＡはアウェイク状態を頻繁に維持する必要がないため、長い時間の間にスリープモードで動作するがたまにアウェイク状態に切り替わること（すなわち、当該ＳＴＡのウェイクアップインターバルが長く設定されること）が好ましい。このように長い周期のウェイクアップインターバルを有するＳＴＡを「ｌｏｎｇ−ｓｌｅｅｐｅｒ」又は「長い−スリープ」モードで動作するＳＴＡと呼ぶこともできる。ただし、ウェイクアップ周期が長く設定される原因は、必ずしもＭ２Ｍ通信のためのものに制限されず、一般の無線ＬＡＮ動作においてもＳＴＡの状態や周辺状況などによってウェイクアップインターバルが長く設定されてもよい。

ウェイクアップインターバルが設定されると、ＳＴＡは自身のローカルクロックに基づいて上記ウェイクアップインターバルが経過するか否かを決定することができる。しかし、ＳＴＡのローカルクロックは低価のオシレータを使用する場合が一般的であるため、誤差の発生する確率が高く、さらにはＳＴＡが長い−スリープモードで動作すると、その誤差が時間の経過と共により大きくなることがある。したがって、たまに起床するＳＴＡの時間同期はＡＰの時間同期と一致しないことがある。例えば、ＳＴＡは自身がビーコンを受信できるタイミングであると計算してアウェイク状態に切り替わるが、当該タイミングでは実際にＡＰが送信するビーコンを受信できない場合もある。すなわち、クロックドリフト（ｃｌｏｃｋ ｄｒｉｆｔ）によってＳＴＡはビーコンフレームを逃す（ｍｉｓｓ）こともあり、長い−スリープモードで動作する場合にはこのような問題はより多く発生する。

図１４乃至図１６は、グループチャネルアクセスインターバルが設定される場合のＳＴＡの動作の例示を示す図である。

図１４の例示で、ＳＴＡ３はグループ３（すなわち、ＧＩＤ＝３）に属したＳＴＡであるが、グループ１（すなわち、ＧＩＤ＝１）に割り当てられたチャネルアクセスインターバルで起床して、ＡＰにフレーム送信を要請するＰＳ−Ｐｏｌｌを行うことができる。ＳＴＡからＰＳ−Ｐｏｌｌを受信したＡＰはＳＴＡ３にＡＣＫフレームを送信するが、ＡＰがＳＴＡ３に送信するバッファされたデータがあるとＡＣＫフレームを通じてそれを指示する情報（すなわち、送信されるデータが存在するという情報）を提供することができる。例えば、ＡＣＫフレームに含まれる１ビットサイズの「Ｍｏｒｅ Ｄａｔａ」フィールド（又はＭＤフィールド）の値を１に設定（すなわち、ＭＤ＝１）することによって上記情報を指示することができる。

ここで、ＳＴＡ３がＰＳ−Ｐｏｌｌを送信した時点はグループ１に対するチャネルアクセスインターバルに属するため、ＡＰはＳＴＡ３に送信するデータがあってもＡＣＫフレームを送信した直後にデータを送信するのではなく、ＳＴＡ３の属したグループ３に割り当てられたチャネルアクセスインターバル（図１４のＧＩＤ ３ ｃｈａｎｎｅｌ ａｃｃｅｓｓ）でＳＴＡ３へのデータを送信する。

ＳＴＡ３にとってはＡＰからＭＤ＝１に設定されたＡＣＫフレームを受信したため、ＡＰからデータが送信されることを続けて待つ。すなわち、図１４の例示では、ＳＴＡ３は起床した直後にビーコンを受信できなかったため、自身のローカルクロックに基づく計算によって、自身の起床した時点が自身の属したグループに割り当てられたチャネルアクセスインターバルであることもあり、自身に送信されるデータがあることもあるという仮定の下に、ＡＰにＰＳ−Ｐｏｌｌを送る。又は、自身が長い−スリープモードで動作するため、時間同期化が合わないこともあると仮定し、もし自身に送信されるデータがあるならそれを受信するためにＳＴＡ３はＡＰにＰＳ−Ｐｏｌｌを送ることもある。ＳＴＡ３がＡＰから受信したＡＣＫフレームはＳＴＡ３に送信されるデータがあることを指示（ｉｎｄｉｃａｔｅ）するため、ＳＴＡ３は、自身のチャネルアクセスが許容されたインターバルであるという仮定の下に続けてデータ受信を待つことになる。ＳＴＡ３は、次のビーコンに含まれた情報から時間同期化を正確に行うまでは、データ受信が許容されないにもかかわらず、余計に電力を消耗することになる。

特に、ＳＴＡ３が長い−スリープモードで動作する場合には、ビーコンを頻繁に受信できないため、自身の属したチャネルアクセスインターバルでない場合にもＣＣＡを行うなど、余計な電力消耗が発生することがある。

次に、図１５の例示では、ＧＩＤ １を有する（すなわち、グループ１に属した）ＳＴＡが起床したタイミングでビーコンフレームを逃す場合を示す。すなわち、自身に割り当てられたＧＩＤ（又はＰＩＤ）が含まれたビーコンを受信できなかったＳＴＡは、自身のＧＩＤ（又はＰＩＤ）が含まれたビーコンを受信するまで続けてアウェイク状態で待機する。すなわち、たとえＳＴＡが起床した時点が自身に割り当てられたチャネルアクセスインターバルであるといっても、ＳＴＡはビーコンを通じて送信されるＴＩＭに自身のＧＩＤ（又はＰＩＤ）が含まれているか否かを確認できなかったため、当該タイミングが自身のグループに割り当てられたチャネルアクセスインターバルであるか否かがわからない。

このように、図１５の例示でスリープ状態からアウェイク状態に切り替わったＳＴＡは、最初のビーコンを逃した後に、自身のＧＩＤ（すなわち、ＧＩＤ １）を含む四番目のビーコンを受信するまで続けてアウェイク状態にあるため、余分の電力を消耗することになる。結局として余分の電力を消耗した後に、ＳＴＡはＧＩＤ １を含むビーコンを受信することができ、これによってＲＴＳ送信、ＣＴＳ受信、データフレーム送信、ＡＣＫ受信を行うことができる。

図１６では、ＳＴＡが他のグループに対するチャネルアクセスインターバルに起床した場合を示す。例えば、ＧＩＤ ３を有するＳＴＡがＧＩＤ １に対するチャネルアクセスインターバルに起床することがある。すなわち、ＧＩＤ ３を有するＳＴＡは、起床した後、自身のＧＩＤに該当するビーコンを受信するまで余計に電力を消耗することになる。三番目のビーコンでＧＩＤ ３を指示するＴＩＭを受信すると、自身のグループに対するチャネルアクセスインターバルであることを認知し、ＲＴＳ、ＣＴＳなどを通じたＣＣＡ後に、データ送信及びＡＣＫ受信などの動作を行うことができる。

３． 提案するパイロットシーケンス送信及び受信方法
次世代ＷｉＦｉに対する様々な関心と８０２．１１ａｃ以降の収率及びＱｏＥ（ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ）性能の向上への要求が高まる中で、次世代ＷＬＡＮシステムのための新しいフレームフォーマット（ｆｒａｍｅ ｆｏｒｍａｔ）を定義する必要がある。特に、新しいフレームフォーマットにおいて最も重要な役割を果たすものがプリアンブル部分（ｐｒｅａｍｂｌｅ ｐａｒｔ）であるが、同期化、チャネルトラッキング、チャネル推定、ＡＧＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）などの役割を担うプリアンブルの設計は、全システム性能に直接的且つ重大な影響を及ぼし得るため、より一層重要である。

多数のＡＰとＳＴＡが同時接続してデータ送受信を試みる次世代ＷｉＦｉシステムにおいて従来のプリアンブル設計方式を用いると、システム性能に限界があり得る。すなわち、それぞれのプリアンブルブロック（例えば、ＡＧＣ、ＣＦＯ推定／補償、タイミング調節などの役割を担当するＳＴＦ（Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）、又はチャネル推定／補償、レジデュアル（ｒｅｓｉｄｕａｌ）ＣＦＯ補償などの役割を担当するＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ））が、従来のプリアンブル構造に定義されたそれぞれの役割だけを行う場合には、フレーム長が増え、オーバーヘッドに対する負担が発生し得る。したがって、特定プリアンブルブロックが定められた役割に加えて様々な機能（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）を支援できる場合には、効率的なフレーム構造を設計することができる。

また、次世代ＷｉＦｉシステムは、室内だけでなく室外環境におけるデータ伝送も考慮しており、環境によってプリアンブルの構造を異なるように設計する必要がある。もちろん、環境変化に独立した単一化された（ｕｎｉｆｉｅｄ）プリアンブルフォーマットを設計して、システム具現及び運営の側面で利点を得てもよいが、システム環境に合わせて適応的に設計することが好ましい。

以下では、上述したように様々な機能を効率的に支援するためのプリアンブル設計について提案する。便宜上、新しいＷＬＡＮシステムをＨＥ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）システム又はＨＥＷ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ＷＬＡＮ）システムと命名し、ＨＥシステムのフレーム及びＰＰＤＵ（ＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ） Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）をそれぞれＨＥフレーム及びＨＥ ＰＰＤＵと命名する。しかし、提案するプリアンブルがＨＥシステムだけでなく他のＷＬＡＮシステム及びセルラーシステムにも適用され得ることは、当該技術の分野において通常の知識を有する者にとって自明である。

下記の表１は、以下に提案するパイロットシーケンス送信方法の前提となるＯＦＤＭヌメロロジー（ｎｕｍｅｒｏｌｏｇｙ）を表す。表１は、ＨＥシステムで提案する新しいＯＦＤＭヌメロロジーの一例示であり、記載された数値と項目は単なる例示に過ぎなく、他の値を適用してもよい。表１は、与えられたＢＷに、従来に比べて４倍大きいＦＦＴを適用する例を基準に説明し、各ＢＷ別に３個のＤＣを用いることを仮定する。

図１７は、本発明の実施例に係るフレーム構造を示す図である。図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）に示す例示のように、フレーム構造は複数の様々な形態で具現することができ、提案するパイロットシーケンス送信方法は、フレーム構造におけるプリアンブルの中でもＨＥ−ＳＴＦ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）部分と重点的に関連する。

図１８は、本発明の実施例に係るパイロットシーケンスを示す図である。図１７で説明したＨＥ−ＳＴＦは、プリアンブルの一部であり、チャネル推定、ＣＦＯ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｏｆｆｓｅｔ）推定、シンボルタイミング推定などのためのパイロット信号が送信される。順次に送信される複数のパイロット信号をパイロットシーケンスといい、図１８に、一般的なＨＥ−ＳＴＦのパイロットシーケンス設計を示す。図１８で、上グラフは周波数軸上のパイロットシーケンスを、下グラフは時間軸上のパイロットシーケンスをそれぞれ示す。

まず、周波数軸上のパイロットシーケンスは、ガードインターバル（ｇｕａｒｄ ｉｎｔｅｒｖａｌ）、パイロット距離（ｐｉｌｏｔ ｄｉｓｔａｎｃｅ）、パイロット信号の大きさによって定義される。図１８に示す例で、周波数軸上のパイロットシーケンスのうち、小さい矢印は、大きさ０のパイロットシーケンスを表し、全ての隣接パイロット信号間隔は２（すなわち、パイロット距離＝２）となる。このとき、ガードインターバルがパイロット距離の倍数（２の倍数）になる場合、周波数軸上のパイロット信号を時間ドメインに変換すると、時間軸上のパイロット信号は、図１８の下グラフに示すように、反復されるパターンを有する。一番目の周期の信号を１次信号、二番目の周期の信号を２次信号とする場合、１次信号と２次信号は同じパターンを有する。

仮に、周波数軸上のパイロット信号のパイロット距離が４であり、ガードインターバルが４の倍数となる場合、時間軸上のパイロット信号は４個の反復されるパターンと定義され、１／２／３／４次信号はいずれも同じパターンを有するようになる。このように、時間軸で反復されるパターンの信号が定義されることは、チャネル情報無にも精密なシンボルタイミング及びＣＦＯの推定を可能にするという観点で意味がある。

図１９は、パイロットシーケンスの循環シフトを示す図である。図１９は、図１８で説明した時間軸上の１次信号及びこれらの１次信号をシフト（ｓｈｉｆｔｉｎｇ）した信号を示している。このように、特定パイロットシーケンスがシフトして生成された複数のパイロットシーケンスをシーケンスセット（ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｓｅｔ）と称し、送信機は、シーケンスセットの中から任意のパイロットシーケンスを選択して受信機に送信する。一方、パイロット信号の時間軸上におけるシフトは、パイロット信号の位相を変更する過程と理解し、周波数軸上におけるシフトは、循環シフト（ｃｙｃｌｉｃ ｓｈｉｆｔｉｎｇ）と理解することができる。

図１９で、送信機は、シフトして生成された４つのパイロットシーケンス（シフト＝０，１，２，３）で構成されるシーケンスセットの中から一つのパイロットシーケンス（又は、単にシーケンスともいう。）を選択して受信機に送信する。受信機は、受信したパイロットシーケンスを識別することによって、４つの個別のパイロットシーケンスのいかなるパイロットシーケンスが受信されたかを区別することができる。このような過程は、受信機の受信した信号に対してコリレーション（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を計算する過程によって行うことができ、受信機は、既に保存されたパイロットシーケンスと受信した信号のコリレーション結果を比較することによってシーケンスセットのいかなるパイロットシーケンスが受信されたかを把握することができる。

このように受信機が４つのパイロットシーケンスを区別することが可能になると、送信機は受信機に、２ビットに該当する追加情報を送信することができる。すなわち、送信機と受信機との間で、シフト＝０のパイロットシーケンスを送信する場合とシフト＝１のパイロットシーケンスを送信する場合がそれぞれ異なる情報を示すように約束された場合、受信機は、受信したパイロットシーケンスがシーケンスセットのいかなるパイロットシーケンスであるかによって２ビットの追加情報を取得することができる。このような追加の情報を‘シグネチャ（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）’と称する。

図１９で、総４個の異なるパイロットシーケンスを受信機に送信することができ、受信機は４個のパイロットシーケンスを区別することができる。シーケンスセットのいかなるパイロットシーケンスが送信されたかが、４つの異なる情報にそれぞれ対応し、これによって、受信機は２ビットに該当する追加情報（すなわち、シグネチャ）を取得することができる。すなわち、シフト＝０のパイロットシーケンスが受信された場合、受信機は、２ビットの‘００’に該当する情報が受信されたことが認知でき、シフト＝１の場合には‘０１’、シフト＝２の場合には‘１０’、シフト＝３の場合には‘１１’に該当する情報がそれぞれ受信されたことが認知できる。

図２０は、パイロットシーケンス識別のための受信機の構造を示す図であり、図２１は、受信機が受信したシーケンスセットの受信信号を説明する図である。以下、図２０及び図２１を共に説明する。

まず、受信されたパイロットシーケンスを識別するための受信機の構造は、図２０に示すように具現することができる。図２０で、Ｎは１次信号の長さ、ｒは時間軸における受信ベクトル、

は、ｉ番目のシフトされたパイロットシーケンスのベクトルを表し、

と定義される。

まず、ＡＷＧＮ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｗｈｉｔｅ Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｎｏｉｓｅ）チャネルと雑音がない環境を仮定する。そして、送信機が、図１９に定義されたパイロットシーケンスのうち一番目のシーケンスを送信する場合、受信機は、図２１のように｛ｙ_０，ｙ_１，ｙ_２，ｙ_３｝を算出する。そして、受信機は、｛ｙ_０，ｙ_１，ｙ_２，ｙ_３｝のうち最大の大きさを有するｙ_ｉを探すことによって、送信機の送信したシーケンスがシーケンスセットのいかなるシーケンスに該当するかが確認できる。

図２２は、所定の間隔で生成されたパイロットシーケンスで構成されるシーケンスセットを説明する図である。

一方、以上で説明した送信機及び受信機の通信方法は、マルチパス（ｍｕｌｔｉ ｐａｔｈ）環境で性能が劣化するという短所がある。このような短所を改善するために、図２２のように、シーケンスセットのパイロットシーケンスを所定の間隔で生成して活用する。

図１９と比較すれば、図２２のパイロットシーケンスはシフト間隔４で生成される。このようなシフト間隔は、チャネル有効遅延区間であるＬによって決定される。受信機雑音のない環境で送信機がシフト＝０のシーケンスを送信すると、図２０構造の受信機は受信信号ｙ_ｉを図２３のように計算することができる。

図２３は、図２２で説明したシーケンスセットの受信信号を説明する図である。図２３で、ゼロコリレーション領域（Ｚｅｒｏ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｚｏｎｅ；ＺＣＺ）の大きさＷは、シーケンスの最大シフト値であるＬと決定される（Ｗ＝Ｌ）。まず、受信機は、各ＺＣＺから最大のｙ_ｉを選択し、各ＺＣＺから選択されたｙ_ｉを比較し、最大の値を有するＺＣＺを選択する。図２３に示すように、最初のＺＣＺには、他のＺＣＺに比べて大きさの大きい｛ｙ_０，ｙ_１，ｙ_２，ｙ_３｝が存在し、これは、伝送信号をマルチパスを経て受信することから発生する遅延分散（ｄｅｌａｙ ｓｐｒｅａｄ）の影響によるものである。受信機はＺＣＺの大きさをチャネル有効遅延区間よりも大きく設定することによって、送信機の送ったシーケンスを誤り無く識別することができる。

図２２のシーケンスセットと違い、図１９のシーケンスセットが用いられる場合には、ＺＣＺの大きさが１である（Ｗ＝１）。この場合、受信信号を処理した全ての結果｛ｙ_０，ｙ_１，…，ｙ_Ｎ−１｝を比較してシーケンスを識別しなければならない。これは、それぞれのｙ_０，ｙ_１，…，ｙ_Ｎ−１がそれぞれのＺＣＺを代表する値になるためである。仮に送信機がシフト＝０のシーケンスを送信すると、｛ｙ_１，ｙ_２，ｙ_３｝のいずれかの値がｙ_０より大きい値を有し得るため、受信機識別性能は急に減少する。

一方、シーケンスの間隔が小さいほど、より多いシグネチャを生成することができる。例えば、図２２で、シーケンス間隔が１に設定されると、総１６個のシグネチャを定義することができる。すなわち、シーケンスセットを構成するパイロットシーケンス間の間隔が狭いほど、より多いシグネチャを定義してより多い情報を送信することができるが、その分、受信機の識別性能が劣化する、トレードオフが存在する。

図２４は、タイミングオフセット（ｔｉｍｉｎｇ ｏｆｆｓｅｔ）を説明する図である。図２４は、１個のＯＦＤＭシンボルが２個のマルチパスを経て受信される過程を示す。図２４で、二番目の経路で受信される信号は、一番目の経路に比べて遅れて受信されることが確認できる。受信機は一般に、ＯＦＤＭシンボルの始点を、一番目の経路のＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）始点と二番目の経路のＧＩ終点との間における点と推定する。そして、推定された始点をＥＳＰ（Ｅｓｔｉｍａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ）というと、タイミングオフセットＮ_ＴＯは、次式１のように表現される。すなわち、タイミングオフセットは、ＥＳＰと最初のシンボルの始点（ＳＰ；Ｓｔａｒｔｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ）との差で表現される。

仮に受信機がＥＳＰを無ＩＳＩ区間（Ｉｎｔｅｒ Ｓｙｍｂｏｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｒｅｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）内で決定すれば、シンボル間干渉（ＩＳＩ）を避けることができる。すなわち、ＯＦＤＭシンボル内でサブキャリア間の直交性を維持することができる。

図２５は、タイミングオフセットを考慮して受信信号を説明する図である。以上で説明したタイミングオフセットは受信機のシグネチャ識別性能に影響を及ぼす。例えば、タイミングオフセットＮ_ＴＯ＝４である場合、図２３は図２５のように変更される。

図２３と違い、図２５では、ｙｉ値がいずれも４だけシフトされていることが確認できる。仮に受信機がタイミングオフセットを知っていれば、図２５でウィンドウをタイミングオフセットだけシフトさせ、受信したシーケンスを正確に識別することができる。逆に、受信機がタイミングオフセットを知っていないと、受信機は、受信した信号のシフト値を誤認し、誤ったシーケンスが受信されたことと解釈する。

図２６は、タイミングオフセットを考慮してＺＣＺの大きさを調節する過程を説明する図である。図２６では、上述した問題点を解決するための方案を提示する。

図２６で、最大発生可能なタイミングオフセットをＮ_ＴＯと定義する。そして、シーケンスセットを生成する過程でシーケンス間のシフト最小値をＬ＋Ｎ_ＴＯと定義する。最後に、受信機は、図２６のように、ＺＣＺの大きさをチャネル有効遅延区間とＴＯとを合算したＬ＋Ｎ_ＴＯと定義する。図２５と違い、図２６ではウィンドウの大きさが十分に大きいため、タイミングオフセットによるエラーが発生しないことが確認できる。他方、ウィンドウの大きさが増加することにより、送信機と受信機間に識別可能なシグネチャの数が４個から２個へと減少する、トレードオフが発生する。

図２７は、ＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｚｅｒｏ Ａｕｔｏ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）シーケンスを用いるパイロットシーケンスを説明する図である。

図２７は、長さがＮ_ｓであるチューシーケンス（Ｃｈｕ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を周波数軸でパイロット信号として用いる実施例を示す。図２７で、ＯＦＤＭシンボルの長さが

を満たすと仮定する。このとき、時間軸で１次信号と２次信号はＣＡＺＡＣシーケンスの特徴を有する。

まず、時間軸のパイロットシーケンスはいずれも同一の大きさを有する（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）。また、シーケンス間のオートコリレーション（ａｕｔｏ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）が自身を除いては０と表される（ｚｅｒｏ ａｕｔｏ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）。すなわち、時間軸上の１次信号と２次信号はＣＡＺＡＣ特性を有する。

このうに時間軸でＣＡＺＡＣシーケンスを用いると、様々な長所が得られる。まず、全てのパイロットシーケンスの大きさが１になり、ＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ ｔｏ Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）が１になる。ＰＡＰＲは最大電力と平均電力との比率と定義され、最小値は１である。最大電力は、時間軸要素が有する電力のうち最大の電力を意味し、平均電力は、時間軸要素の平均電力を意味する。

送信機がＯＦＤＭシンボルを増幅する際、増幅可能な最大値は、送信される時間軸要素の大きさのうち最大値によって決定される。これは、ＯＦＤＭシンボルが増幅器によって増幅される時、ＯＦＤＭシンボルの全ての時間要素が最大出力を超えてはならないためである。したがって、全てのシンボルの大きさが１であれば、各シーケンスを増幅器の最大出力だけ増幅して送信することができる。すなわち、ＯＦＤＭシンボルを増幅器の最大出力に増幅して送信することができ、ＳＮＲが増大する。

次に、時間軸でＺＡＣを満たすシーケンスが用いられる場合、図２３で、ｙ_０を除くｙ_１，ｙ_２，ｙ_３はいずれも０になる。このような特性によって受信機の識別性能が向上し得る。仮にＺＡＣ特性を有しないシーケンスが用いられると、ｙ_１，ｙ_２，ｙ_３がいずれも０にならなく、受信機の識別性能が減少する。言い換えると、シーケンス間に相関関係がある場合、受信機の識別性能が減少する。

以下では、図２８乃至図３０で提案するパイロットシーケンス送信方法について説明する。

図２８は、非対称シーケンスセットを説明する図である。非対称シーケンスセットとは、一定でない間隔のシフト値でシフトされた複数のパイロットシーケンスで構成されるシーケンスセットを意味する。言い換えると、非対称シーケンスセットに含まれたパイロットシーケンス間のシフト値差は、２つ以上の異なる値で表される。一方、図２８で、各パイロットシーケンスは時間軸上のパイロットシーケンスであり、説明したシフトは、循環シフト（ｃｙｃｌｉｃ ｓｈｉｆｔｉｎｇ）であってもよい。

例えば、図２８に示す非対称シーケンスセットにおいて、４個のパイロットシーケンスのシフト値はそれぞれ０，３，８，１１である。上の２個のパイロットシーケンス間のシフト値差は３であるが、二番目と三番目のパイロットシーケンスのシフト値差は５である。同様に、三番目と四番目のパイロットシーケンスのシフト値差は３であり、四番目のパイロットシーケンスと一番目のパイロットシーケンス間のシフト値差は５である。このように、図２８に示すシーケンスセットにおいてパイロットシーケンス間のシフト値差は３及び５のように様々な値と表されるため、図２８に示すシーケンスセットは非対称シーケンスセットになる。一方、図１９及び図２２に示したシーケンスセットは、対称シーケンスセットである。

一方、提案するパイロットシーケンス送信方法では、非対称シーケンスセットにおいてシフト値の差が小さいパイロットシーケンスのシグネチャが特定ビットを共有するようにする。具体的に説明すると、送信機はシーケンスセットを生成した後、シーケンスセットを構成するパイロットシーケンスのそれぞれに、受信機に送信するための追加情報（シグネチャ）をマップする。各パイロットシーケンスはそれぞれ異なる追加情報に対応づけられて受信機に送信され、このような追加情報（シグネチャ）は所定の長さのビットで示される。

図２８に示すグループＡとグループＢを取り上げて説明する。グループＡに属したパイロットシーケンスは、シフト値がそれぞれ０、３であって、３の差を有する。同様に、グループＢに属するパイロットシーケンスは、シフト値が８、１１であって、３の差を有する。しかし、二番目のパイロットシーケンスと三番目のパイロットシーケンスは別個のグループに属し、シフト値差が５である。送信機は、シフト値の差が最小となるパイロットシーケンスに対して、それぞれがマップされる２ビットシグネチャにおいて一番目のビットを共有するように設定する。図２８で、グループＡに属するパイロットシーケンスはそれぞれ、‘００’、‘０１’のシグネチャにマップされて、一番目のビットである‘０’を共有する。同様に、グループＢに属するパイロットシーケンスはそれぞれ‘１１’、‘１０’のシグネチャにマップされて、一番目のビットである‘１’を共有する。

このように、送信機は、シフト値の差が小さいパイロットシーケンス同士が共有するシグネチャの特定ビットを‘共有ビット（ｓｈａｒｅｄ ｂｉｔ）’と称し（図２８で一番目のビット）、共有しない特定ビットを‘非共有ビット（ｎｏｎ−ｓｈａｒｅｄ ｂｉｔ）’と称する。

一方、図２８で、一つのグループ内のシフト値の差は３であるが、異なるグループ間のシフト値の差は５である。この場合、シフト＝３の二番目のパイロットシーケンスがシフト＝０のシーケンスと誤認される確率は、シフト＝８のシーケンスと誤認される確率より高い。したがって、送信機がパイロットシーケンスでシグネチャを送信する過程で、一番目のビットである共有ビットに対して誤りが発生する確率は、二番目のビットである非共有ビットに対して誤りが発生する確率に比べて小さいことが分かる。このような誤りの発生する確率を偽アラーム（ｆａｌｓｅ ａｌａｒｍ）と理解してもよい。

したがって、送信機はパイロットシーケンスを選択し、受信機にシグネチャを送信する際に、共有ビットと非共有ビットに重要度の異なる情報を含めて送信することができる。具体的に説明すると、送信機が受信機に送信できる追加情報のうち、重要度の高い情報の例示として、パケットＩＤ、ＢＳＳＩＤ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ ＩＤ）、帯域幅情報などを挙げることができる。

受信機は、パケットＩＤを読んで、現在受信したパケットが自身のためのものであるかを判断する。受信機は、自身のためのパケットでないと、さらにデコーディングを行わないで電力を節約する。このため、パケットＩＤの正確な判断は、通信システムの収率観点で非常に重要である。また、次世代Ｗｉ−Ｆｉでは、多数のＢＳＳが隣接して存在する通信環境を支援する必要があるが、受信機はＢＳＳＩＤを読んで、自身のＢＳＳにパケット伝送が行われているかを確認する。受信機がＢＳＳＩＤを読んで自身のＢＳＳでパケット伝送が行われていることを認知すると、チャネルが遊休（ｉｄｌｅ）状態であっても、送信機における衝突（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）問題が発生しうるため、受信機のパケット伝送を遅延してもよい。また、上りリンク伝送をスケジュールする情報、下りリンク伝送をスケジュールする情報も重要度の高い情報の例示として挙げることができる。さらに、帯域幅情報は送信機と受信機間の通信を行う上で最も基本となる情報である。したがって、以上に挙げた情報は、相対的に重要度の高い情報の例示となる。上述した様々な例は、重要度の高い情報に分類される単なる例示に過ぎず、説明した例以外にも様々な制御情報を重要度の高いグループに分類することができる。

一方、重要度が低い情報の例示として、送信アンテナの個数、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）又はｅＰＤＣＣＨ（ｅｖｏｌｖｅｄ ＰＤＣＣＨ）の位置などを挙げることができる。従来の通信システムにおいて受信機はそのような情報をブラインドデコーディング方式で確認する。このような方式では多く試みる過程が必要であり、システムの複雑度及び遅延（ｌａｔｅｎｃｙ）を増加させる。したがって、送信機が当該情報をシグネチャとして受信機に知らせると、受信機にとってはブラインドデコーディングの負担を軽減することができる。また、このような情報が受信機に誤って伝達されても、受信機は従来のブラインドデコーディング方式によって当該情報を確認することができ、情報伝達の失敗による影響が小さい。したがって、上述した情報を相対的に重要度の低い情報に分類することができる。上述した様々な例は、重要度の低い情報に分類される単なる例示に過ぎず、説明した例以外にも様々な制御情報を重要度の低いグループに分類することができる。

送信機は、上述したように重要度の高い情報と重要度の低い情報を区別する。重要度の高い情報と低い情報は、送信機によってあらかじめ区別されてグループ化されてもよい。例えば、送信機は、重要度が高いと判断される情報を一つのグループに、重要度が低いと判断される情報を他のグループに、あらかじめ区別しておくことができる。次に、送信機は、シーケンスセット内でシフト値の差が小さいシーケンスを一つのグループ（図２８で、グループＡ、グループＢ）に設定する。送信機は、一つのグループ内で共有ビットには重要度の高い情報（すなわち、重要度が高いと判断された情報が含まれたグループから選択された情報）をマップさせ、非共有ビットには重要度の低い情報（重要度が低いと判断された情報が含まれたグループから選択された情報）をマップさせる。このような過程によって、送信機は非対称シーケンスセット内のそれぞれのパイロットシーケンスにシグネチャをマップさせることができる。

要するに、送信機は、非対称シーケンスセットにおいてグループ内の誤り発生確率とグループ外への誤り発生確率を異なるように設定する。これに加えて、送信機は、グループ内で共有されるビットに重要度の高い情報をマップすることによって、重要度が高い情報の誤り発生確率を下げ、重要度の高い情報をより効率的に保護することができる。

図２９は、非対称シーケンスセットとシグネチャ間のマッピング関係を説明する図である。

図２９でＷはシフト単位を表し、図２９に示す非対称シーケンスセットにおいて、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ、長さＮ＝６Ｗである４個のパイロットシーケンスを表す。図２９で、パイロットシーケンスＡ、Ｂ間のシフト値の差はＷであるが、パイロットシーケンスＢ、Ｃ間のシフト値の差は２Ｗでであって、互いに異なることが分かる（すなわち、非対称シーケンスセット）。

この場合、図２８で説明したように、パイロットシーケンスＢが送信される場合、シーケンスＢがシーケンスＡと誤認される確率とシーケンスＢがシーケンスＣと誤認される確率とが異なる。すなわち、シーケンスＢがシーケンスＡと誤認される確率が、後者の場合に比べて大きい。このような点に基づいて、送信機は、シフト値の差が小さいシーケンスが特定ビットを共有するように、それぞれのパイロットシーケンスにシグネチャをマップする。続いて、共有ビットには重要度の高い情報を割り当てる。

例えば、送信機は、シフト値の差がＷである２つのシーケンスＡとＢを一つのグループに設定し、２つのシーケンスが一番目のビット‘０’を共有するように設定する。同様に、送信機は、シフト値差がＷである２つのシーケンスＣとＤを他のグループに設定し、２つのシーケンスが一番目のビット‘１’を共有するように設定する。続いて、送信機は、共有ビットである一番目のビットに、重要度の高い情報であるＢＳＳＩＤ、帯域幅情報、パケットＩＤなどを割り当て、非共有ビットである二番目のビットに、重要度の低い情報であるアンテナの個数、制御情報位置などを割り当てることができる。

他の実施例によるパイロットシーケンス送信方法によれば、送信機は、非対称シーケンスセットにおいて隣接したパイロットシーケンスに、１ビットの差が出るようにシグネチャをマップさせることができる。図２８を取り上げて説明すれば、シフト＝３のシーケンスはシフト＝０のシーケンスの直後に続くシーケンスであり、この場合、シフト＝３のシーケンスとシフト＝０のシーケンスとを隣接した（パイロット）シーケンスという。同様に、シフト＝８のシーケンスはシフト＝３のシーケンスに隣接したシーケンスである。一方、シフト＝０のシーケンスとシフト＝８のシーケンスは隣接していない。

図２８では、隣接したシーケンス間に、対応するシグネチャのビットが１ビットずつの差を有するようにマップされていることを示す。この場合、送信機がシフト＝０のシーケンスを送信したが、それを受信機でシフト＝３のシーケンスと誤認しても、二番目の１ビットにのみエラーが発生する。同様に、送信機がシフト＝３のシーケンスを送信したが、それを受信機でシフト＝８のシーケンスと識別しても、一番目の１ビットにのみエラーが発生する。

受信機にとっての大部分の識別誤りは、送信機の送信したシーケンスを隣接したシーケンスと誤認することによって発生する。したがって、このようなパイロットシーケンス−シグネチャマッピング方法によれば、遅延分散効果によって、受信機がパイロットシーケンスを誤って識別するとしても、発生したエラービットの数を確率的に最小化することができる。

図３０は、提案する実施例に係るパイロットシーケンス送信方法を示すフローチャートである。図３０では、以上で説明した実施例に基づいて送信機と受信機が動作する一連の時系列的な流れを示す。したがって、図３０で具体的な説明が省略されても、以上で説明した内容を同一又は類似に適用することができる。

まず、送信機は、非対称シーケンスセットを生成する（Ｓ３０１０）。非対称シーケンスセットは、パイロットシーケンス間のシフト値の差が一定でないシーケンスセットを意味する。次に、送信機は、非対称シーケンスセットを構成する複数のパイロットシーケンスのそれぞれに追加情報（シグネチャ）をマップする（Ｓ３０２０）。

この過程で、送信機が受信機に送信するための情報は、その重要度によって２つ以上のグループに区別されてもよい。すなわち、送信機は、受信機との通信において相対的に高い重要度を有する情報と相対的に低い重要度を有する情報をそれぞれ区別することができる。次に、送信機は、各パイロットシーケンスにシグネチャをマップするが、シフト値の差が小さいパイロットシーケンス同士が特定ビットを共有するように設定する。このような共有ビットには、上述した相対的に高い重要度を有する情報がマップされる。

その後、送信機は、非対称シーケンスセットからいずれかのパイロットシーケンスを選択して受信機に送信する（Ｓ３０３０）。選択されたパイロットシーケンスは、送信機が受信機に送信しようとするシグネチャに対応するパイロットシーケンスであり、共有ビットと非共有ビットのそれぞれに、重要度が互いに異なる情報がマップされている。

受信機は送信機の送信したパイロットシーケンスを受信し（Ｓ３０４０）、受信したパイロットシーケンスが示す追加情報を取得する（Ｓ３０５０）。

４．装置構成
図３１は、本発明の一実施例に係る受信機及び送信機の構成を示す図である。図３１で受信機１００及び送信機１５０はそれぞれ、無線周波数（ＲＦ）ユニット１１０，１６０、プロセッサ１２０，１７０、及びメモリ１３０，１８０を含むことができる。図３１では、受信機１００と送信機１５０間の１：１通信環境だけを示しているが、複数の受信機と複数の送信機間にも通信環境を構築することができる。また、図３１に示す送信機１５０は、マクロセル送信機にもスモールセル送信機にも適用することができる。

各ＲＦユニット１１０，１６０はそれぞれ、送信部１１２，１６２及び受信部１１４，１６４を含むことができる。受信機１００の送信部１１２及び受信部１１４は、送信機１５０及び他の受信機と信号を送信及び受信するように構成され、プロセッサ１２０は、送信部１１２及び受信部１１４と機能的に連結されて、送信部１１２及び受信部１１４が他の機器と信号を送受信する過程を制御するように構成することができる。また、プロセッサ１２０は、送信する信号に対する各種処理を行って送信部１１２に送信し、受信部１１４に受信された信号に対する処理を行う。

必要な場合、プロセッサ１２０は、交換されたメッセージに含まれた情報をメモリ１３０に記憶させることができる。このような構造によって、受信機１００は以上で説明した本発明の様々な実施の形態の方法を行うことができる。

送信機１５０の送信部１６２及び受信部１６４は、他の送信機及び受信機と信号を送信及び受信するように構成し、プロセッサ１７０は、送信部１６２及び受信部１６４と機能的に連結されて、送信部１６２及び受信部１６４が他のた機器と信号を送受信する過程を制御するように構成することができる。また、プロセッサ１７０は、送信する信号に対する各種処理を行って送信部１６２に送信し、受信部１６４に受信された信号に対する処理を行うことができる。必要な場合、プロセッサ１７０は、交換されたメッセージに含まれた情報をメモリ１８０に記憶させることができる。このような構造によって、送信機１５０は前述した様々な実施の形態の方法を行うことができる。

受信機１００及び送信機１５０の各プロセッサ１２０，１７０はそれぞれ、受信機１００及び送信機１５０における動作を指示（例えば、制御、調整、管理など）する。それぞれのプロセッサら１２０，１７０は、プログラムコード及びデータを記憶するメモリ１３０，１８０と接続することができる。メモリ１３０，１８０は、プロセッサ１２０，１７０に接続してオペレーティングシステム、アプリケーション、及び一般ファイル（ｇｅｎｅｒａｌ ｆｉｌｅｓ）を格納する。

本発明のプロセッサ１２０，１７０は、コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、マイクロコントローラ（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、マイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコンピュータ（ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ）などと呼ぶこともできる。一方、プロセッサ１２０，１７０は、ハードウェア（ｈａｒｄｗａｒｅ）又はファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア、又はそれらの結合によって具現することができる。ハードウェアを用いて本発明の実施例を具現する場合には、本発明を行うように構成されたＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＤＳＰＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＬＤ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）などをプロセッサ１２０，１７０に具備することができる。

一方、上述した方法は、コンピュータで実行可能なプログラムとして作成することができ、コンピュータ読み取り可能媒体を用いて上記プログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータで具現することができる。また、上述した方法で用いられたデータの構造は、コンピュータ読み取り可能媒体に様々な手段によって記録されてもよい。本発明の様々な方法を実行するための実行可能なコンピュータコードを含む格納デバイスを説明するために使用可能なプログラム格納デバイスは、搬送波（ｃａｒｒｉｅｒ ｗａｖｅｓ）又は信号のように一時的な対象を含むものとして理解してはならない。上記コンピュータ読み取り可能媒体は、磁気記憶媒体（例えば、ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光学的読み取り媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）のような記憶媒体を含む。

本願発明の実施例に関連した技術の分野における通常の知識を有する者にとって、上述した本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な変形が可能であることは明らかである。したがって、開示された方法は、限定的な観点ではなく説明的な観点で考慮しなければならない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明ではなく特許請求の範囲によって定められ、特許請求の範囲と同等範囲内における差異点はいずれも本発明の範囲に含まれるものとして解釈すべきである。

上述したようなパイロットシーケンス生成及び送信方法は、ＩＥＥＥ ８０２．１１システム、ＨＥＷシステムに適用される例を中心に説明したが、ＩＥＥＥ ８０２．１１システム及びＨＥＷシステムの他に様々な無線通信システムにも適用可能である。

Claims (10)

1. 無線通信システムにおいて送信機が受信機にパイロットシーケンスを送信する方法であって、
   不規則な間隔で時間軸上で循環シフト（ｃｙｃｌｉｃ ｓｈｉｆｔｉｎｇ）された複数のパイロットシーケンスで構成される非対称シーケンスセットを生成するステップと、
   前記非対称シーケンスセットに含まれたパイロットシーケンスのそれぞれに、互いに異なるビット値で表現される追加情報をマップするステップと、
   前記非対称シーケンスセットから選択されたいずれか一つのパイロットシーケンスを受信機に送信するステップと、
   を含み、
   前記複数のパイロットシーケンスは、シフト値に基づいてグルーピングされ、前記追加情報は、グルーピングされたパイロットシーケンスに対して同じ値がマップされる共有ビット及び異なる値がマップされる非共有ビットで表現される、パイロットシーケンス送信方法。
2. 前記複数のパイロットシーケンスは、シフト値の差が少ないパイロットシーケンス同士がグルーピングされる、請求項１に記載のパイロットシーケンス送信方法。
3. 前記共有ビットには重要度の高いグループに属する情報が割り当てられ、前記非共有ビットには重要度の低いグループに属する情報が割り当てられる、請求項１に記載のパイロットシーケンス送信方法。
4. 前記重要度の高いグループは、パケットＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＢＳＳＩＤ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ ＩＤ）、上りリンク伝送をスケジュールする情報、下りリンク伝送をスケジュールする情報及び帯域幅のうち少なくとも一つに関する情報を含み、
   前記重要度の低いグループは、送信アンテナの個数、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）の位置及びｅＰＤＣＣＨの位置のうち少なくとも一つに関する情報を含む、請求項３に記載のパイロットシーケンス送信方法。
5. 隣接したパイロットシーケンスには、追加情報が互いに１ビット差を有するようにマップされる、請求項１に記載のパイロットシーケンス送信方法。
6. 無線通信システムにおいて受信機にパイロットシーケンスを送信する送信機であって、
   送信部と、
   受信部と、
   前記送信部及び前記受信部と接続して動作するプロセッサと、
   を備え、
   前記プロセッサは、
   不規則な間隔で時間軸上で循環シフト（ｃｙｃｌｉｃ ｓｈｉｆｔｉｎｇ）された複数のパイロットシーケンスで構成される非対称シーケンスセットを生成し、
   前記非対称シーケンスセットに含まれたパイロットシーケンスのそれぞれに、互いに異なるビット値で表現される追加情報をマップし、
   前記非対称シーケンスセットから選択されたいずれか一つのパイロットシーケンスを受信機に送信し、
   前記複数のパイロットシーケンスは、シフト値に基づいてグルーピングされ、前記追加情報は、グルーピングされたパイロットシーケンスに対して同じ値がマップされる共有ビット及び異なる値がマップされる非共有ビットで表現される、送信機。
7. 前記複数のパイロットシーケンスは、シフト値の差が少ないパイロットシーケンス同士がグルーピングされる、請求項６に記載の送信機。
8. 前記共有ビットには重要度の高いグループに属する情報が割り当てられ、前記非共有ビットには重要度の低いグループに属する情報が割り当てられる、請求項６に記載の送信機。
9. 前記重要度の高いグループは、パケットＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＢＳＳＩＤ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ ＩＤ）、上りリンク伝送をスケジュールする情報、下りリンク伝送をスケジュールする情報及び帯域幅のうち少なくとも一つに関する情報を含み、
   前記重要度の低いグループは、送信アンテナの個数、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）の位置及びｅＰＤＣＣＨの位置のうち少なくとも一つに関する情報を含む、請求項８に記載の送信機。
10. 隣接したパイロットシーケンスには、追加情報が互いに１ビットの差を有するようにマップされる、請求項６に記載の送信機。

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