JP3665628B2 - 無線通信システム及び無線端末装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間分割多重により通信を行なう無線ＬＡＮに有用な無線通信システム及びこのシステム内に含まれる無線端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＳＭＡ(Carrier Sense Multiple Access)方式を用いたＩＥＥＥ８０２．１１に基づく無線ＬＡＮシステム（ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９（Ｅ）ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１，１９９９ ｅｄｉｔｉｏｎ）が知られている。この無線ＬＡＮシステムは複数の端末装置(station)と基地局(access point)を含む。端末装置はパケット（データ）を送信すべき基地局へのパケット送信前にキャリアセンスを行なう。キャリアセンスは物理的なキャリアセンスと仮想キャリアセンスを含む。物理的なキャリアセンスは無線通信媒体がビジーであるかアイドルであるかを受信信号レベルから判断する。仮想キャリアセンスは無線通信媒体がビジーであるかアイドルであるかを受信信号に含まれる予約情報から判断する。
【０００３】
端末装置はキャリアセンスを行ない、パケット送信の延期、基地局との間の接続の開始あるいはパケットの送信をする。すなわち、信号の受信レベルがある閾値より大きいとき、あるいは他の端末装置または基地局からのチャネル予約情報（ＮＡＶ（ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９（Ｅ） ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１、１９９９ ｅｄｉｔｉｏｎ）を含むパケットを受信したときパケット送信を延期し、ランダムな送信待機時間の経過後、無線通信媒体がアイドルとなったとき、基地局との間の接続を開始する。すでに接続されている場合には、ランダムな送信待機時間は待たないで基地局のアドレスを宛先指定したパケットを送信する。
【０００４】
一方、無線通信システムにおける多重化方式の一つとして、ＳＤＭＡ(Space Division Multiple Access)方式が知られている。ＳＤＭＡ方式は基地局に備えられたアダプティブアレイアンテナを用いる。アダプティブアレイアンテナは互いの干渉を低減する複数のアンテナビームを形成する。これにより、通信品質の向上、さらには基地局装置と複数の端末装置との同時通信の実現が可能となる。
【０００５】
ＣＳＭＡ方式の無線ＬＡＮシステムにＳＤＭＡ方式を適用することにより、同様の利点を享受できると考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＣＳＭＡ方式の無線ＬＡＮシステムに単純にＳＤＭＡ方式を適用すると、次のような問題が発生する。
【０００７】
一般的に、端末装置はアダプティブアレイアンテナのような指向性アンテナを持たない。このため、端末装置が基地局との間でパケット伝送を行なっているとき、他の端末装置は、上記キャリアセンス機能により無線通信媒体がビジーであると判断し、パケット伝送を控える。そのため、ＣＳＭＡ方式を採用している無線通信システムの基地局にアダプティブアレイアンテナを備えたとしても、同一チャネルで複数の端末装置が同時通信を行なう空間分割多重通信が効率よく行なえないという問題点があった。
【０００８】
本発明の目的は、ＣＳＭＡ方式による通信に、ＳＤＭＡ方式を適用しても基地局と複数の端末との間の通信が効率よく行なえる無線通信システムおよび無線端末装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明は以下に示す手段を用いている。
【００１０】
本発明は、基地局装置と複数の端末装置との間でデータの送受信を行なう無線通信システムにおいて、前記端末装置は、前記基地局装置から送信されたデータを受信した際に測定した受信電力と、該受信したデータの種別とに基づき、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、および前記判断手段による判断結果に応じて、該基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力を調節する調節手段と、
を具備したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、基地局装置と複数の端末装置との間でＣＳＭＡ(Carrier Sense Multiple Access)によりデータの送受信を行なう無線通信システムにおいて、前記端末装置は、前記基地局装置から送信されたデータを受信した際に測定した受信電力と、該受信したデータの種別に基づき、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、および前記判断手段の判断結果に基づいて前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力と、前記端末装置のキャリアセンスレベルのうち少なくともいずれか一方を調節する調節手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明によれば、基地局装置と複数の端末装置との間でデータの送受信を行なう無線通信システムにおいて、前記端末装置は、前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに前記基地局装置から前記端末装置宛にユニキャストされた第２データを受信する受信手段と、前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力とを基に、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、前記基地局装置が前記指向性ビーム制御を行なっていると判断したときは、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力を調節する調節手段とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明によれば、基地局装置と複数の端末装置との間でＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）方式にてデータの送受信を行なう無線通信システムにおいて、前記端末装置は、前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに、前記基地局装置から前記端末装置にユニキャストされた第２データを受信する受信手段と、前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力とを基に、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、および前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したとき、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力と、前記端末装置のキャリアセンスレベルのうちの少なくともいずれか一方を調節する調節手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明によれば、基地局装置との間でデータの送受信を行なう無線端末装置であって、前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに前記基地局装置から前記端末装置宛にユニキャストされる第２データを受信する受信手段と、前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力とを基に前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したときは、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力を調節する調節手段とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明によれば、基地局装置との間で(Carrier Sense Multiple Access)方式にてデータの送受信を行なう無線端末装置であって、前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに、前記基地局装置から前記端末装置宛にユニキャストされる第２データを受信する受信手段と、前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力とを基に、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したとき、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力と、前記端末装置のキャリアセンスレベルのうちの少なくともいずれか一方を調節する調節手段とを具備したことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、無線端末装置が基地局との間の通信のための送信電力制御を行なう。無線端末装置が基地局装置と通信を行なっているときに、無線端末装置の近傍に存在する他の無線端末装置がキャリアセンスをする際、無線通信媒体のビジーを検知されることが少なくなる。従って多元接続数を増加させることができる。従ってＳＤＭＡ方式を適用した場合の伝送効率の向上が図れる。
【００１７】
また、無線端末装置はキャリアセンスレベル制御を行なう。無線端末装置の近傍に存在する他の無線端末装置が基地局装置と通信を行なっているときに、無線端末装置がキャリアセンスをする際、キャリアセンスレベルを制御することにより無線通信媒体のビジーの検知を少なくすることができる。従って多元接続数を増加させることができる。従ってＳＤＭＡ方式を適用した場合の伝送効率の向上が図れる。
【００１８】
また、無線端末装置はキャリアセンスレベル制御を行なう。無線端末装置の近傍に存在する他の無線端末装置が基地局装置と通信を行なっているときに無線端末装置のキャリアセンスの際、無線通信媒体のビジーを検知することが少なくなる。従って多元接続数を増加させることができる。従ってＳＤＭＡ方式を適用した場合の伝送効率の向上が図れる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
図１は本発明の第１の実施形態に係わる無線通信システムを示す。この無線通信システムは無線ＬＡＮシステムとして構成されている。この無線ＬＡＮシステムは、例えばＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂも含む）規格に準拠する。１つのアクセスポイントとしての基地局装置（ＡＰ）１とそこに接続する複数の無線クライアントとしての無線端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３から成るＢＳＳ(Basic service set)を示す。
【００２１】
基地局装置１は特定の固定位置に設置され、バックボーン網５に接続される。基地局装置１はアダプティブアレイアンテナ２を備え、アダプティブアレイ２は複数の比較的狭い指向性パターン（指向性ビームあるいはアンテナビームとも呼ぶ）３−１乃至３−３を形成する。
【００２２】
このようなアンテナビーム３−１乃至３−３によって、基地局装置１は複数の無線端末装置（以下、簡単に端末装置あるいは端末と呼ぶ）４−１乃至４−３との間で同一チャネルでの同時通信を行なうことが可能である。すなわち、基地局装置１と端末装置４−１乃至４−３との間の通信はＳＤＭＡ方式で行なわれる。この実施形態では、基地局装置１が３個のアンテナビーム３−１乃至３−３を形成し、３個の端末装置４−１乃至４−３との間で同時通信を行なう例について説明する。しかしながら、アンテナビームの数および同時通信を行なう端末装置数は、２以上の任意の数であればよい。端末装置４−１乃至４−３は、一般に固定位置に設置されるが、移動体に搭載されていてもよい。
【００２３】
次に、図２を用いてこの実施形態に係わる基地局装置１の構成を説明する。
【００２４】
受信機１１−１乃至１１−３ではアダプティブアレイアンテナ２の各アンテナビーム３−１乃至３−３を介して端末装置４−１乃至４−３からの送信信号が受信される。受信された信号に対して復調および復号を含む処理が成され、受信信号ＲＳ−１乃至ＲＳ−３が生成される。
【００２５】
送信機１２−１乃至１２−３ではアダプティブアレイアンテナ２の各アンテナビーム３−１乃至３−３を介して端末装置４−１乃至４−３へそれぞれ送信すべき送信信号ＴＳ１乃至ＴＳ３が生成される。これらの送信信号ＴＳ１乃至ＴＳ３はアダプティブアレイアンテナ２に供給される。
【００２６】
受信機１１−１乃至１１−３からの受信信号ＲＳ１乃至ＲＳ３は、受信制御部１３に入力され、所定の受信処理が行なわれる。
【００２７】
送信制御部１４は端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３へブロードキャスト、ユニキャストで送信するためのデータの生成等の送信処理を行なう。送信制御部１４で生成されたデータは送信機１２−１乃至１２−３を介して送信信号ＴＳ１乃至ＴＳ３として端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３へ送信される。
【００２８】
次に、図３を用いてアダプティブアレイアンテナ２の具体的な構成例について説明する。
【００２９】
アダプティブアレイアンテナ２は図３に示すように、アンテナ素子３０−１乃至３０−３、送受切換スイッチ３１−１乃至３１−３、低雑音増幅器（ＬＮＡ）３２−１乃至３２−３、ダウンコンバータ３３−１乃至３３−３、分配器３４−１乃至３４−３、受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３、送信ビーム形成回路３６−１乃至３６−３、合成器３７−１乃至３７−３、アップコンバータ３８−１乃至３８−３、高周波電力増幅器（ＨＰＡ）３９−１乃至３９−３及びビーム制御部４０を有する。
【００３０】
送受切換スイッチ３１−１乃至３１−３、ＬＮＡ３２−１乃至３２−３、ダウンコンバータ３３−１乃至３３−３、分配器３４−１乃至３４−３、合成器３７−１乃至３７−３、アップコンバータ３８−１乃至３８−３およびＨＰＡ３９−１乃至３９−３は、各アンテナ素子３０−１乃至３０−３に対応してアンテナ素子３０−１乃至３０−３の個数（この例では３個）と同数個設けられる。一方、受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３および送信ビーム形成回路３６−１乃至３６−３は、アダプティブアレイアンテナ２が形成するアンテナビームの数（この例では３ビーム）と同数個設けられる。アンテナビームの数は、アンテナ素子３０−１乃至３０−３の個数より少なくても多くてもよい。
【００３１】
アダプティブアレイアンテナ２の動作を説明する。アンテナ素子３０−１乃至３０−３によって受信された電波周波数（ＲＦ）信号は、送受切換スイッチ３１−１乃至３１−３をそれぞれ介してＬＮＡ３２−１乃至３２−３に入力される。次に、入力されたＲＦ信号はＬＮＡ３２−１乃至３２−３により所定レベルに増幅される。ＬＮＡ３２−１乃至３２−３で増幅されたＲＦ信号はダウンコンバータ３３−１乃至３３−３にそれぞれ入力される。ダウンコンバータ３３−１乃至３３−３は入力されたＲＦ信号を中間周波数（ＩＦ）またはベースバンド（ＢＢ）に変換し、分配器３４−１乃至３４−３に入力する。
【００３２】
分配器３４−１によってダウンコンバータ３３−１からの出力信号が受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３に分配される。分配器３４−２によってダウンコンバータ３３−２からの出力信号が受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３に分配される。分配器３４−３によってダウンコンバータ３３−３からの出力信号が受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３に分配される。
【００３３】
受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３においては、入力された信号がビーム制御部４０によって設定された受信用複素重み係数に従って重み付け合成される。これにより、複数の受信アンテナビームが形成される。受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３からの各受信アンテナビームに対応した信号は、図２中の受信機１１−１乃至１１−３にそれぞれ供給される。
【００３４】
一方、送信ビーム形成回路３６−１乃至３６−３には図２中の送信機１２−１乃至１２−３からの送信信号ＴＳ１乃至ＴＳ３がそれぞれ入力される。送信ビーム形成回路３６−１乃至３６−３においては、それぞれに入力された送信信号に対してビーム制御部４０によって設定された複数の送信用複素重み係数が乗じられる。
【００３５】
送信ビーム形成回路３６−１からの複数の出力信号は合成器３７−１乃至３７−３に入力される。送信ビーム形成回路３６−２からの複数の出力信号も合成器３７−１乃至３７−３に入力される。さらに、送信ビーム形成回路３６−３からの複数の出力信号も合成器３７−１乃至３７−３に入力される。合成器３７−１乃至３７−３では、それぞれに入力された複数の信号が一つの信号に合成される。
【００３６】
合成器３７−１乃至３７−３からの出力信号は、アップコンバータ３８−１乃至３８−３にそれぞれ入力される。アップコンバータ３８−１乃至３８−３は中間周波数（ＩＦ）またはベースバンド（ＢＢ）を電波周波数（ＲＦ）に変換し、ＨＰＡ３９−１乃至３９−３に入力する。ＨＰＡ３９−１乃至３９−３により増幅された送信信号は、スイッチ３１−１乃至３１−３をそれぞれ介してアンテナ素子３０−１乃至３０−３に供給され、端末装置へ送信される。
【００３７】
ビーム制御部４０は上述したように受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３に対して受信用複素重み係数を設定する。また、ビーム制御部４０は、送信ビーム形成回路３６−１乃至３６−３に対して送信用複素重み係数を設定する。また、ビーム制御部４０は送受で互いに対応するビーム形成回路（例えば受信ビーム形成回路３５−１と送信ビーム形成回路３６−１）に対しては、同一の端末装置と通信を行なうための重み係数が設定される。
【００３８】
基地局装置（ＡＰ）１は一定時間間隔にビーコン（Beacon）を送信する。Beaconは基地局装置１の周囲に複数存在する端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３が受信できる送信電力を用いて送信される。ビーコンフレームは全ての端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３に送信する必要がある。従って、ブロードキャスト送信が行なわれるため、無指向性パターンが用いられる。一方オーセンティケーションおよびアソシエーション処理時におけるフレームの送受信は、各端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３個別に行なう必要がある。従って、ユニキャスト送信が行なわれるため、指向性ビームが用いられる。
【００３９】
この特徴に着目し、第１の実施形態に係わる端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３は受信したデータの種別を調べる。この種別は無指向性のパターン（無指向性ビームとも呼ぶ）で送信されるフレームと指向性ビームにより送信されるフレームを含む。無指向性のパターンで送信されるフレームは例えばＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１ａおよび８０２．１１ｂも含む）に規定されているビーコンフレームである。指向性ビームにより送信されるフレームは例えばオーセンティケーションフレームおよびアソシエーションフレームである。
【００４０】
無指向性ビームのときの受信電力情報と、指向性ビームのときの受信電力情報とを用いて、基地局装置１からユニキャストで端末装置宛のフレームを送信する際の指向性ビームの利得を推定する。なお、無指向性ビームのときの送信電力情報と指向性ビームのときの送信電力情報も用いるとより正確に指向性ビームの利得を推定することができる。また、フレーム種別（ブロード／ユニキャスト）情報を用いないなら送信電力情報および受信電力情報を用いて指向性ビームの利得を推定する。その結果を基に端末装置は、基地局装置１が指向性ビームを形成することが可能であるか否かを判断する。可能であるなら、次に当該基地局装置１とＳＤＭＡが可能であるか否かを判断する。ＳＤＭＡが可能であるなら、基地局装置１宛のデータの送信電力を調節するように構成される。
【００４１】
図４は、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝１乃至３）の要部の構成例を概略的に示す。
【００４２】
端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは、アンテナ１００と受信部１０１と受信電力測定部と受信データ種別検出部１０３と送信電力検出部１０４とビーム利得推定部１０５と送信電力制御部１０６と送信部１０７と情報処理部１０８とから構成されている。なお、送信電力検出部１０４は無くてもよい。
【００４３】
情報処理部１０８は、例えばユーザの操作により送信データが作成されたりなどして、送信要求が生ずると送信データを送信部１０７へ渡す。送信部１０７はこの送信データ（例えばＩＰパケットでもよい）をＩＥＥＥ８０２．１１に規定されるＭＡＣフレームに変換する。さらに送信部１０７はデジタルデータとしてのＭＡＣフレームを所定周波数（例えば２．４ＧＨｚ）の無線信号に変換し、アンテナ１００を介して電波として発信する。
【００４４】
一方、アンテナ１００で受信された信号は受信部１０１に入力される。受信部１０１は受信した信号をＭＡＣフレームに変換し、このＭＡＣフレーム中の情報フィールドから受信データを抽出し、情報処理部１０８に渡す。情報処理部１０８は受信データをディスプレイに表示するための処理等を行なう。なお、情報処理部１０８は上記以外にも各種情報処理を行なうように構成してもよい。
【００４５】
ＩＥＥＥ８０２．１１に規定されるＭＡＣフレームは、データをやりとりする通信のためのデータフレームとしてだけでなく、アクセス制御のためにも用いられる。このアクセス制御は、通信に先立って基地局装置１に認証してもらったり、送信権を確保するためのメッセージを送信するなどを含む。これらのための手順はＩＥＥＥ８０２．１１に規定されている。その手順を実行したり、ＭＡＣフレームを生成したりするのが受信部１０１と送信部１０７である。
【００４６】
なお、ＭＡＣフレームは図５（ａ）に示すように、ＭＡＣヘッダーと、データフィールドと、フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）で構成される。ＭＡＣヘッダは最大３０バイト（最大３０バイトのＭＡＣヘッダーの場合にはシークエンスコントロールフィールドとデータフィールドとの間にアドレスフィールドが加わる）であり各種制御情報を記憶する。データフィールドは最大２３１２バイトのデータを記憶する。ＦＣＳはデータが正しく送られたか否かをチェックするために使用される。
【００４７】
ＭＡＣフレームにはビーコンや、オーセンティケーションのフレームやアソシエーションのフレームのように無線システムを管理するための管理用フレーム、データ通信用のデータフレーム、その他にアクセス制御部で使う制御用フレームの３種類がある。どの種類のＭＡＣフレームであるかはＭＡＣヘッダーにあるフレームコントロールＦ１中のタイプＦ１ａに示されている。さらに、フレームコントロールＦ１中のサブタイプＦ１ｂで、上記のようなＭＡＣフレームの種類をさらに細かく示す。
【００４８】
基地局装置から端末装置にデータフレームが送信される場合、ＭＡＣヘッダーは図５（ａ）のように宛先アドレス（ＤＡ）Ｆ２と実際にフレームを送信する基地局装置のＭＡＣアドレスであるＢＳＳＩＤ(Basic Service Set Identification)Ｆ３とフレームの送信元アドレス（ＳＡ）を含む。管理用フレームの場合は、ＢＳＳＩＤとＳＡの位置が逆になり、アドレスフィールドはＤＡ、ＳＡ、ＢＳＳＩＤの順になる。宛先アドレスＦ２は、予め定められたブロードキャストアドレスおよび各端末装置（ＳＴＡ）４−ｉのアドレスを保持する。また、制御フレーム（例えば、ＲＴＳ／ＣＴＳ）の場合は、ＭＡＣヘッダーはフレームコントロール、Duration IDとアドレスフィールドＲＡ、ＴＡ、ＢＳＳＩＤのいずれか２つの順になり、フレームの種類によっては、アドレスフィールドは１つになる。フレームボディは無くなる。ＲＴＳの場合、ＭＡＣヘッダはフレームコントロール、Duration ID、ＲＡ、ＴＡ、ＦＣＳの順になる。ＣＴＳの場合、ＭＡＣヘッダはフレームコントロール、Duration ID、ＲＡ、ＦＣＳの順になる。
【００４９】
図４の説明に戻り、受信電力測定部１０２は、受信部１０１でフレームデータを受信した際に、アンテナに誘起された電力（受信電力）を測定するように構成される。
【００５０】
受信データ種別検出部１０３は、受信部１０１で得たＭＡＣフレーム中のＭＡＣヘッダー部やフレームボディであるデータフィールドＦ４に保持される情報から当該ＭＡＣフレームがブロードキャストされたものか、ユニキャストされたものかを判断する。
【００５１】
すなわち、ＭＡＣフレーム中のタイプＦ１ａとサブタイプＦ１ｂとから、当該ＭＡＣフレームがビーコンフレーム（ブロードキャストされたフレームデータ）であるかオーセンティケーションやアソシエーションのフレーム（ユニキャストされたフレームデータ）であるかを判断する。
【００５２】
なお、受信データ種別検出部１０３は、受信部１０１で得たＭＡＣフレーム中の宛先アドレス（ＤＡ）Ｆ２から、当該ＭＡＣフレームがブロードキャストされたものか、ユニキャストされたものかを判断することもできる。しかしながら、ここでは、前者の場合を例にとり説明する。
【００５３】
送信電力検出部１０４は、受信部１０１で得たＭＡＣフレーム中から、当該ＭＡＣフレームを基地局装置１から送信する際の送信電力に関する情報（送信電力情報）を抽出する。送信電力情報は、電力値そのものでもよいが、ある予め定められた値を基準とした相対的な値（例えばレベル値）であってもよい。要は、送信電力の変動がどのくらいかが端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ側が判断できる情報であればよい。また、送信電力情報はＭＡＣフレームの予め定められた位置に格納されている。例えばビーコン、オーセンティケーション、アソシエーションなどのフレームボディである図５（ａ）のデータフィールドＦ４にＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１ａおよび８０２．１１ｂも含む）規格では未定義の（リザーブになっている）フィールドがあるが、これらを用いて送信電力情報が示されていることが望ましい。しかしながら、この場合に限らず、ＭＡＣフレーム中の無線通信システムの運用上未使用となっているフィールドを用いて示されていても良い。
【００５４】
例えば、オーセンティケーションのフレームの場合、オーセンティケーションフレームボディである図５（ａ）の情報フィールドに保持されるステータスコード（status code）のフィールド中にある、未定義のステータスコードを１つまたは複数用いて送信電力情報を表現することもできる（図５（ｂ）参照）。
【００５５】
また、各種ＭＡＣフレームの送信電力が予め定められていて、ビーコン、オーセンティケーション、アソシエーションなどのＭＡＣフレームの種類に対応して、その送信電力を送信電力検出部１０４にあらかじめ記憶するように構成してもよい。この場合、送信電力検出部１０４は、受信データ種別検出部１０３で、受信したＭＡＣフレームの種類が検出されたら、その種類に対応した送信電力を読み出す。
【００５６】
ビーム利得推定部１０５は、受信部１０１で受信したデータに対し、データ種別検出部１０３で検出された当該受信データの種別と、受信電力測定部１０２で測定された受信電力と、送信電力検出部１０４で得た当該受信データの送信電力情報とから、その指向性ビームの利得を推定する。データの種別とは、ビーコンフレームのようなブロードキャストされたフレームデータかあるいはオーセンティケーションやアソシエーションのようなユニキャストされたフレームデータを示す。そして、基地局装置１の指向性ビーム制御の有無を判断する。さらにこの値（レベル）が所定レベル以上のときは、ＳＤＭＡが可能であると判断する。
【００５７】
ＳＤＭＡが可能とビーム利得推定部１０５が判断したときは、送信電力制御部１０６は基地局装置１宛のデータの送信電力を、例えば予め定められたレベルだけ下げる。好ましくは、基地局装置１が受信可能な範囲内で出来るだけ小さい送信電力、すなわち必要最小限の送信電力であることが好ましい。なお、送信電力制御を行なうための回路自体は公知のものである。
【００５８】
図６は端末装置（ＳＴＡ）４−ｉの処理動作を説明するためのフローチャートである。
【００５９】
図６において、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは電源がオンされると（ステップＳ１）受信モードとなる（ステップＳ２）。例えば基地局装置１からの要求があればいつでもコネクションを確立して通信が行える状態となる。
【００６０】
受信モードの状態で、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉに（例えばユーザの操作により）データを送信するための送信要求が発生し、自装置を基地局装置１に接続するためのコネクション確立要求が発生したとする（ステップＳ３）。この場合、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉと基地局装置１との間でオーセンティケーション、アソシエーションなる処理が実行される（ステップＳ４、ステップＳ５）。なおオーセンティケーション、アソシエーションなどのコネクションの確立方法に関しては、ＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂも含む）規格に準拠している。
【００６１】
オーセンティケーション、アソシエーションが正常に終了して、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉと基地局装置１との間のコネクションが確立されると、このコネクションを通じて、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは基地局装置１と通信を行なうことができる（ステップＳ６）。
【００６２】
端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは基地局装置１との間のコネクションの切断要求が生ずると、ディスアソシエーション(Disassociation)、ディオーセンティケーション （Deauthentication）なる動作を経て、上記確立したコネクションを切断し、（ステップＳ８、ステップＳ９）、再び受信モードに移行する（ステップＳ２）。
【００６３】
なお、ディスアソシエーション、ディオーセンティケーションなどのコネクションを切断する方法に関してはＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂも含む）規格に準拠している。
【００６４】
次に、図７を参照して、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉのうちのいずれか１つ（例えば端末装置（ＳＴＡ）４−１）を例にとり、基地局装置１にデータを送信する際の送信電力制御手順について説明する。
【００６５】
基地局装置１からは、ビーコンフレームが一定周期（厳密に正確な周期でなくてよい）毎に送信されている（ステップＳ１０１）。端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは、原理的には、図６のステップＳ２の受信モードのとき以外にも、ステップＳ４のオーセンティケーション、ステップＳ５のアソシエーション、ステップＳ８のディスアソシエーション、ステップＳ９のディオーセンティケーションの処理中においても、通信モード中でも、ビーコンフレームの受信は可能である。例えば、受信モードのときに、端末装置（ＳＴＡ）４−１は、アンテナ１００を介して受信したデータが受信パケット種別検出部１０３でビーコンフレームであると判断したときは、ビーム利得推定部１０５には受信電力測定部１０２により測定された当該ビーコンフレームの受信電力と、送信電力検出部１０４から当該ビーコンフレームに含まれていた、あるいはビーコンフレーム対応に予め記憶していた送信電力情報を入力する（ステップＳ１０２）。
【００６６】
ビーコンフレームを受信する度に、そのときに測定された受信電力と送信電力情報を対にして時系列に記憶しておいてもよい。
【００６７】
その後、端末装置（ＳＴＡ）４−１にコネクション確立が生じて（図６のステップＳ３）、図６のステップＳ４のオーセンティケーションの処理に移行したとする。この場合、まず端末装置（ＳＴＡ）４−１の送信部１０７は、基地局装置１に対し（基地局装置１宛の）、オーセンティケーションの要求を開始する信号であるauthentication transaction sequence number （以下単にＡＴＳＮと呼ぶ）＝１のオーセンティケーションフレームを送信する（ステップＳ１０３）。その際端末装置は当該基地局装置１へ向けたデータ送信の際に送信電力制御部１０６により以前に設定された送信電力があるときは、その送信電力でＡＴＳＮ＝１のオーセンティケーションフレームを送信する。そうでないときは、予め定められたデフォルトの送信電力で送信するようにしてもよい。
【００６８】
なお、ＡＴＳＮはオーセンティケーションフレームのフレームボディであるデータフィールドＦ４に示されている。
【００６９】
ＡＴＳＮ＝１のオーセンティケーションフレームを受信した基地局装置１はそのときの受信電力などを基に、端末装置（ＳＴＡ）４−１へ向ける指向性ビームを設定する（ステップＳ１０４）。すなわち、端末装置（ＳＴＡ）４−１の存在する方向対応の上記重み係数を設定する。
【００７０】
基地局装置１は、この設定された指向性ビームを用いて端末装置（ＳＴＡ）４−１宛にＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレーム（ＡＴＳＮ＝１のオーセンティケーションフレームの応答）を送信する（ステップＳ１０５）。
【００７１】
このＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレームには上述したように、送信電力情報が含まれていても良い。
【００７２】
アンテナ１００を介して受信したデータがＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレームであると受信パケット種別検出部１０３が判断したときは、ビーム利得推定部１０５には、受信電力測定部１０２で測定された当該フレームの受信電力と、送信電力検出部１０４により当該フレームから抽出された、あるいはＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレーム対応にあらかじめ記憶していた送信電力情報が入力される（ステップＳ１０６）。これは基地局が指向性ビームを設定しない場合あるいは基地局での１回目の指向性ビームの指向角が予め（比較的広く）決まっていて端末装置にとって既知のときは可能である。
【００７３】
このとき、ビーム利得推定部１０５と送信電力制御部１０６は図７のステップＳ１０６で得た、ＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレームの受信電力と送信電力情報とを用いて、図８に示すような処理を行ない、送信電力の調節を行なう（ステップＳ１０７）。
【００７４】
図８において、まずビーム利得推定部１０５は、図７のステップＳ１０２で得た、受信したビーコンフレームの受信電力と送信電力情報と、上記ステップＳ１０６で得た、ＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレームの受信電力と送信電力情報とから基地局装置１の指向性ビーム制御の有無を判断する（ステップＳ２０１）。すなわち、指向性ビーム制御の有無とは、言い換えれば、基地局装置１で端末装置（ＳＴＡ）４−１向けに指向性が絞られているか否か、アンテナビームが端末装置（ＳＴＡ）４−１に向けられているか否かである。
【００７５】
例えば無指向性のパターンで送信されてきたビーコンフレームの送信電力情報が「３」で、その受信電力が「２」であったとする。そして指向性ビームを用いて送信されてきたであろうオーセンティケーションフレームの送信電力情報が「３」で、その受信電力が「４」であったとする。なお、ここで示す数値は、実際の電力値ではなく、電力値に対応したレベルを示している。このように、基地局装置１の送信電力が「３」と変わらないのに、受信電力が大きくなれば基地局装置１は、例えばレベル１の利得を持つ指向性ビーム制御を行なっていると推定する。送信電力の検出を削った手順のときは、基地局が同一の送信電力が送信しているという約束（ないしは仮定）から、同様に指向性ビーム制御の有無を判断できる。
【００７６】
同様に、ビーコンフレームの送信電力情報が「３」で、その受信電力が「２」であったとする。そして、オーセンティケーションフレームの送信電力情報が「４」で、その受信電力が「４」であったとする。このように、基地局装置１の送信電力が「１」だけ大きくなっているが、受信電力は「２」大きくなるといった送信電力の変化の度合いと、受信電力の変化の度合いが対応しないときも、基地局装置１は、例えばレベル１の利得を持つ指向性ビーム制御を行なっていると推定する。
【００７７】
また、ビーコンフレームの送信電力情報が「３」で、その受信電力が「２」であったとする。そしてオーセンティケーションフレームの送信電力情報が「４」で、その受信電力が「３」であったとする。このとき、基地局装置１の送信電力が「１」だけ大きくなったのに伴い、受信電力も「１」だけ大きくなっており、送信電力の変化の度合いと、受信電力の変化の度合いが対応している。このときは、基地局装置１での送信電力制御があって、受信電力もそれに対応して変化しているので、基地局装置１は指向性アンテナを用いた指向性ビーム制御をしていないと推定できる。
【００７８】
なお、２つ以上のビーコンフレーム、２つ以上のオーセンティケーションフレームの受信結果から推定することにより、推定の精度を向上させることができる。
【００７９】
なお、上記ステップＳ２０１で基地局装置１で指向性ビーム制御が行なわれていると判断されたら、次に基地局装置１で端末装置（ＳＴＡ）４−１向けに指向性が十分絞られていてＳＤＭＡが可能な十分強いアンテナビームであるか否かを判断する。すなわち、上記のようにして推定された、指向性ビームの利得のレベルが、例えば所定レベル以上のとき（ステップＳ２０２）、ビーム利得推定部１０５は、例えばSDMAが可能であると判断する（ステップＳ２０３）。
【００８０】
例えば、ここでは、１レベル以上の指向性ビームの利得があれば、基地局装置１での絞り具合がＳＤＭＡを行なうのに十分であると判断する（ＳＤＭＡが可能であると判断する）。
【００８１】
なお、ステップＳ２０２は必ずしも必要な判断ではなく、なくてもよい。この場合は、ステップＳ２０１で基地局装置１が指向性ビーム制御を行なっていると判断したときは、ステップＳ２０２、ステップＳ２０３をスキップして、ステップＳ２０４へ進む。
【００８２】
ステップＳ２０３で、ビーム利得推定部１０５が上記のようにして、ＳＤＭＡが可能であると判断したときには、ステップＳ２０４へ進み、送信電力制御部１０６は、基地局装置１宛のデータの送信電力を予め定められたレベルだけ下げて、好ましくは、基地局装置１宛のデータの送信電力を必要最小限に設定する。すなわち、好ましくは、基地局装置１が受信可能な範囲で十分小さい値に設定する。
【００８３】
図７の説明に戻り、ステップＳ１０７で、図８に従って送信電力制御が行なわれて、新たな送信電力が設定されたときは、その設定された送信電力をその後の基地局装置１宛のデータ送信の際の送信電力として用いる。
【００８４】
オーセンティケーションが正常に終了すると、次にＩＥＥＥ８０２．１１の規定に従えば、アソシエーションを行なう。すなわち、端末装置（ＳＴＡ）４−１の送信部１０７は、ステップＳ１０７で送信電力が設定されたときは、その設定された送信電力で、アソシエーションの開始を要求するためのアソシエーションリクエストフレームを基地局装置１宛に送信する（ステップＳ１０８）。
【００８５】
アソシエーションリクエストフレームを正常に受信した基地局装置１はその応答として、アソシエーションレスポンスフレームを端末装置（ＳＴＡ）４−１宛に送信する（ステップＳ１０９）。アソシエーションが正常に終了すると、アクセス制御フェーズが終了して、図６のステップＳ６の通信モードで基地局装置１との間でデータフレームの送受信が行なわれる（ステップＳ１１０）。
【００８６】
次に、図９を参照して、共有鍵（shared key）のオーセンティケーションをする場合について説明する。なお、図７と同一部分には同符号を付し、異なる部分について説明する。すなわち、共有鍵のオーセンティケーションの場合、端末装置（ＳＴＡ）４−１は、ステップＳ１０５で、ＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレームを受信した後、ＡＴＳＮ＝３のオーセンティケーションフレームを基地局装置１宛に送信する（ステップＳ１５１）。その際、当該基地局装置１へ向けたデータ送信の際に送信電力制御部１０６で以前に設定された送信電力があるときは、その送信電力でＡＴＳＮ＝３のオーセンティケーションフレームを送信する。そうでないときは、予め定められたデフォルトの送信電力で送信するようにしてもよい。
【００８７】
ＡＴＳＮ＝３のオーセンティケーションフレームを受信した基地局装置１は、そのときの受信電力などを基に、端末装置（ＳＴＡ）４−１へ向ける指向性ビームを設定し直す（ステップＳ１５２）。すなわち、端末装置（ＳＴＡ）４−１の存在する方向対応の上記重み係数を設定し直す。
【００８８】
基地局装置１は、この設定された指向性ビームを用いて端末装置（ＳＴＡ）４−１宛に、ＡＴＳＮ＝４のオーセンティケーションフレームを送信する（ステップＳ１５３）。
【００８９】
このＡＴＳＮ＝４のオーセンティケーションフレームには、上述したように送信電力情報が含まれていても良い。
【００９０】
アンテナ１００を介して受信したデータが受信データ種別検出部１０３でＡＴＳＮ＝４のオーセンティケーションフレームであると判断したときは、ビーム利得推定部１０５には受信電力測定部１０２で測定された当該フレームの受信電力と、送信電力検出部１０４により当該フレームから抽出された、あるいはＡＴＳＮ＝４のオーセンティケーションフレーム対応にあらかじめ記憶していた送信電力情報が入力される（ステップＳ１５４）。
【００９１】
このとき、ビーム利得推定部１０５と送信電力制御部１０６は図７のステップＳ１０２で得た、受信したビーコンフレームの受信電力と送信電力情報と、上記ステップＳ１５４で得た、ＡＴＳＮ＝４のオーセンティケーションフレームの受信電力と送信電力情報とを用いて図８に示すような処理を行ない送信電力の設定を行なう（ステップＳ１５５）。
【００９２】
以後は図７のステップＳ１０８以降の処理動作と同様である。
【００９３】
次に、図１０を参照して、端末装置（ＳＴＡ）４−１がオーセンティケーションの際ではなく、アソシエーションの際に送信電力制御を行なう場合について説明する。なお、図７と同一部分には同符号を付し、異なる部分について説明する。すなわち、端末装置（ＳＴＡ）４−１は、ステップＳ１０５で、ＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレームを受信した後、ステップＳ１０６、ステップＳ１０７をスキップして、ステップＳ１０８へ進み、アソシエーションの開始を要求するためのアソシエーションリクエストフレームを基地局装置１宛に送信する（ステップＳ１０８）。アソシエーションリクエストフレームを正常に受信した基地局装置１は、その応答としてアソシエーションレスポンスフレームを端末装置（ＳＴＡ）４−１宛に送信する（ステップＳ１１０）。
【００９４】
このアソシエーションレスポンスフレームには前述したオーセンティケーションフレームの場合と同様に、送信電力情報が含まれていても良い。
【００９５】
アンテナ１００を介して受信したデータがアソシエーションレスポンスフレームであると受信データ種別検出部１０３が判断したときは、受信電力測定部１０２で測定された当該フレームの受信電力と、送信電力検出部１０４により当該フレームから抽出された、あるいはアソシエーションレスポンスフレーム対応に予め記憶しておいた送信電力情報がビーム利得推定部１０５に入力される（ステップＳ１６１）。
【００９６】
このとき、ビーム利得推定部１０５と送信電力制御部１０６は、ステップＳ１０２で得た、受信したビーコンフレームの受信電力と送信電力情報と、上記ステップＳ１６１で得た、アソシエーションレスポンスフレームの受信電力と送信電力情報とを用いて、図８に示すような処理を行ない、送信電力の設定を行なう（ステップＳ１６２）。
【００９７】
アソシエーションが正常に終了すると、アクセス制御フェーズが終了して図６のステップＳ６の通信モードで基地局装置１との間でデータフレームの送受信が行なわれる（ステップＳ１６３）。
【００９８】
アソシエーションリクエストフレームを受信した基地局装置１は、そのときの受信電力などを基に、端末装置（ＳＴＡ）４−１へ向ける指向性ビームを設定する（ステップＳ１０９）。そしてアソシエーションレスポンスフレームを端末装置（ＳＴＡ）４−１宛に送信する（ステップＳ１１０）。なお、ステップＳ１０４およびＳ１０９は両方あってもよいし、片方のみでもよい。
【００９９】
以上説明したように、上記第１の実施形態によれば、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは、基地局装置１がブロードキャストで送信するデータを受信した際の受信電力と、基地局装置１がユニキャストで送信するデータを受信した際の受信電力とから、基地局装置１で指向性ビーム制御を行なっているか否かを判断する（指向性ビーム制御を行なっていると判断した際には、さらに、指向性の絞り具合がＳＤＭＡを行なうのに十分であるか否かを判断する）。基地局装置１が（ＳＤＭＡを行なうのに十分な指向性の絞り具合で）指向性ビーム制御を行なっていると判断したときには、以後の基地局装置１宛のデータ送信のための送信電力を、好ましくは、必要最小限に設定し直すことにより、例えば端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝２，３）の通信に対して干渉となることを削減できる。
【０１００】
また、端末装置（ＳＴＡ）４−１が上記のように送信電力制御を行なうことにより、端末装置（ＳＴＡ）４−１が上記のような送信電力制御を行なわない場合と比較して、他の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝２，３）がキャリアセンスする際に、端末装置（ＳＴＡ）４−１から基地局装置１に向けての送信信号の受信電力が十分小さいため、無線媒体がビジーであると検知される場合が少なくなる。すなわち、他の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝２，３）において、端末装置（ＳＴＡ）４−１から基地局装置１への通信信号の受信電力を検知しない場合、他の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝２、３）はＩＥＥＥ８０２．１１に規定されているＮＡＶ(Network Allocation Vector)を設定することがない（ＮＡＶが設定されると、端末装置はＮＡＶにて指定された時間、基地局装置１へのアクセスを控えることになる）。また、基地局装置１も、端末装置（ＳＴＡ）４−１との間の通信に対して隠れ端末問題への対策としてのＮＡＶを当該他の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝２，３）で設定させるために、端末装置（ＳＴＡ）４−１との通信に用いる指向性ビームと分離した他の指向性ビームを用いて端末装置（ＳＴＡ）４−１に対して送信するデータを端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝２，３）に送信する必要が無い。
【０１０１】
従って、基地局装置１は、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝１乃至３）とＳＤＭＡが可能となり、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉが上記送信電力制御を行なわない場合と比較して多重接続数を増加させることができる。
【０１０２】
なお、上記第１の実施形態の受信データ種別検出部１０３は、受信したフレームデータが、基地局装置１が指向性ビーム制御を行なっているならば無指向性パターンで送信するであろうブロードキャストのフレームデータであるか、あるいは基地局装置１が指向性ビーム制御を行なっているならば指向性ビームを形成して送信するであろうユニキャストのフレームデータであるかを識別するためのものである。その際、受信データ種別検出部１０３は、受信部１０１で得たＭＡＣフレーム中のタイプＦ１ａとサブタイプＦ１ｂとデータフィールドＦ４である情報を抽出して、これらから受信したフレームデータの種別、すなわち、ブロードキャストされるビーコンフレームであるか、ユニキャストされるオーセンティケーションフレーム／アソシエーションフレームであるかを識別していた。
【０１０３】
基地局装置１が指向性ビーム制御を行なっているか否かの判断を行なうため、ブロードキャストのフレームデータとユニキャストのフレームデータとを識別するには、上記手法の他、基地局装置１から送信されるフレームデータ中の宛先アドレスをチェックすることによっても可能である。すなわち、受信データ種別検出部１０３は図５（ａ）に示したＭＡＣフレームの宛先アドレス（ＤＡ）をチェックして、ブロードキャストアドレスである場合にはブロードキャストされるフレームとして場合はビーコンフレームであり、自装置のアドレスを指定してある場合には、ユニキャストされるフレームと判断することもできる。この場合も、ブロードキャストされたフレームかユニキャストされたフレームかの受信データ種別を検出することができ上記同様に実現可能である。
【０１０４】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉが送信電力制御を行なう場合について説明したが、第２の実施形態では、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉがキャリアセンスレベルを制御する場合について説明する。
【０１０５】
この場合も基本的には第１実施形態と同様であり、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは、基地局装置１がブロードキャストで送信するデータを受信した際の受信電力と、基地局装置１がユニキャストで送信するデータを受信した際の受信電力とから、基地局装置１で指向性ビーム制御を行なっているか否かを判断する（指向性ビーム制御を行なっていると判断した際には、さらに、指向性の絞り具合がＳＤＭＡを行なうのに十分であるか否かを判断する）。基地局装置１が（ＳＤＭＡを行なうのに十分な指向性の絞り具合で）指向性ビーム制御を行なっていると判断したときには、以後の自装置のキャリアセンスレベルを上げる方向に設定し直し、必要最小限にキャリアセンスの感度を抑えるように調節する。
【０１０６】
図１１は、第２実施形態に係わる端末装置（ＳＴＡ）４−ｉの要部の構成例を示したもので、図４と同一部には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。すなわち、図１１において、キャリアセンス制御部１０９が新たに追加されている。
【０１０７】
キャリアセンス制御部１０９は、ビーム利得推定部１０５によりＳＤＭＡが可能と判断したときは、自装置のＣＳＭＡにおけるキャリアセンスレベルをその機能が損なわれない程度に高く設定し、キャリアセンスの感度を抑えるように調節する。なお、キャリアセンスレベルを上げたり下げたりするための回路は公知である。
【０１０８】
キャリアセンス制御部１０９でキャリアセンスレベルを設定するタイミングは、第１実施形態の送信電力制御の場合と同様である。すなわち、図７のステップＳ１０７、図９のステップＳ１５５、図１０のステップＳ１６２での送信電力の設定と同時に、あるいは、送信電力の設定に代えて、キャリアセンス制御部１０９がキャリアセンスレベルを設定する。
【０１０９】
図１２はキャリアセンスレベル制御手順を説明するためのフローチャートである。なお、図８と同一部分には同一符号を付し、異なる部分について説明する。
【０１１０】
ビーム利得推定部１０５は、図７のステップＳ１０６、図９のステップＳ１５４、図１０のステップＳ１６１では、図８で説明したように、基地局装置１がブロードキャストで送信するデータを受信した際の受信電力と当該受信データ対応の送信電力情報と、基地局装置１がユニキャストで送信するデータを受信した際の受信電力と当該受信データ対応の送信電力情報とから、基地局装置１で指向性ビーム制御を行なっているか否かを判断する。指向性ビーム制御を行なっていると判断したときは、さらに、基地局装置１での指向性の絞り具合が、ＳＤＭＡを行なうのに十分であるか否かを判断する。例えば指向性ビームの利得のレベルが、所定レベル以上のとき、ＳＤＭＡが可能であると判断する（ステップＳ２０１乃至ステップＳ２０３）。なお、第１の実施形態の場合と同様、ステップＳ２０２乃至ステップＳ２０３の判断処理はなくてもよい。この場合は、ステップＳ２０１で、基地局装置１が指向性ビーム制御を行なっていると判断したときは、ステップＳ２０２、ステップＳ２０３をスキップして、ステップＳ２０５へ進む。
【０１１１】
ステップＳ２０３で、ＳＤＭＡが可能であるとビーム利得推定部１０５が判断したときには、キャリアセンス制御部１０９は、自装置のキャリアセンスレベルを例えば、あらかじめ定められたレベルだけ上げて、キャリアセンスの感度を抑えるように設定する（ステップＳ２０５）。以後この設定されたキャリアセンスレベルを用いてキャリアセンスを行なう。
【０１１２】
以上説明したように、上記第２の実施形態によれば、端末装置（ＳＴＡ）４−１は基地局装置１がブロードキャストで送信するデータを受信した際の受信電力と、基地局装置１がユニキャストで送信するデータを受信した際の受信電力とから、基地局装置１で指向性ビーム制御を行なっているか否かを判断する。（指向性ビーム制御を行なっていると判断した際には、さらに、指向性の絞り具合がＳＤＭＡを行なうのに十分であるか否かを判断する）。基地局装置１が（ＳＤＭＡを行なうのに十分な指向性の絞り具合で）指向性ビーム制御を行なっていると判断したときには、自装置のキャリアセンスレベルを上げて、好ましくはキャリアセンスの感度を最小限度抑える。そうすることにより、その後のキャリアセンスの際に、自装置の近傍に存在する自装置以外の他の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝２、３）が基地局装置１との通信の際に発する電波を検知することが少なくなる。従って、端末装置（ＳＴＡ）４−１は、当該他の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉが存在しないとして送信動作を開始するので、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定されているＮＡＶ(Network Allocation Vector)を設定することがない（ＮＡＶが設定されると、端末装置はＮＡＶにて指定された時間、基地局装置１へのアクセスを控えることになる）。また、基地局装置１も、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝１乃至３）間でＮＡＶを設定させるために、分離した指向性ビームを用いてそれぞれの端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝１乃至３）に対して送信するデータを他の端末装置（ＳＴＡ）４−ｊ（ｊ＝１乃至３）に送信する必要は無い。但し、この説明での送信先のアドレスは排他的になる。例えば最初の送信先が端末装置１なら、次に示してある送信先は端末装置２と３になる。
【０１１３】
従って、基地局装置１は、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝１乃至３）とＳＤＭＡが可能となり、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉが上記キャリアセンスレベル制御を行なわない場合と比較して多元接続数を増加させることができる。
【０１１４】
なお、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは、図１１に示したように、上記キャリアセンス制御部１０９と前述した送信電力制御部１０６を合わせ持ち、キャリアセンスレベルと、送信電力とをもとに制御するようにしてもよいし、いずれか一方のみを制御するようにしてもよい。いずれであっても、本発明の要旨を逸脱するものではない。
【０１１５】
また、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは、上記キャリアセンス制御部１０９と前述した送信電力制御部１０６のいずれか一方のみを持つような構成であってもよい。
【０１１６】
（第３実施形態）
ＩＥＥＥ８０２．１１ではＲＴＳ（request to send）／ＣＴＳ（clear to send）というアクセス制御方式を定めている。これは図５（ａ）と異なり、（但し、ＭＡＣヘッダ部はＲＴＳではフレームコントロールＦ１、Duration ID、ＲＡ、ＴＡとなり、ＣＴＳではフレームコントロールＦ１、Duration ID、ＲＡとなり、共にフレームボディＦ４は無い。）ＭＡＣフレームにおける制御フレームを使って送信権を確保する方法である。なお、ＲＴＳ／ＣＴＳ制御では、ＲＴＳフレームとＣＴＳフレームを用いるが、ＲＴＳフレームであるか、ＣＴＳフレームであるかはＭＡＣヘッダーにあるフレームコントロールＦ１中のタイプＦ１ａとサブタイプＦ１ｂで判断することができる。
【０１１７】
このＲＴＳ／ＣＴＳ制御方式を図１の無線通信システムにも適用可能である。この場合、無線基地局１が端末装置（ＳＴＡ）４−ｉからＲＴＳフレームを受信すると、その応答として当該端末装置（ＳＴＡ）４−ｉに返すＣＴＳフレームは当該端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ向けに設定された指向性ビームを用いて送信される。そこで、この点に着目し、上記第１、第２実施形態と同様にして、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉでは受信したビーコンフレームの受信電力、受信したＣＴＳフレームの受信電力とから、送信電力や、キャリアセンスレベルの制御を行なう。
【０１１８】
それ以外は、前述の第１、第２実施形態とほぼ同様であるので、以下、簡単に第３実施形態について説明する。
【０１１９】
送信要求の生じた端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（例えば端末装置（ＳＴＡ）４−１）は、基地局装置１に対し、ＲＴＳフレームを送信する。その際、当該基地局装置１へ向けたデータ送信の際に送信電力制御部１０６で以前に設定された送信電力があるときは、その送信電力でＲＴＳフレームを送信する。そうでないときは、予め定められたデフォルトの送信電力で送信するようにしてもよい。
【０１２０】
基地局装置１は、ＲＴＳフレームを受信すると、そのときの受信電力などを基に、端末装置（ＳＴＡ）４−１へ向ける指向性ビームを設定する。すなわち、端末装置（ＳＴＡ）４−１の存在する方向対応の上記重み係数を設定する。
【０１２１】
基地局装置１は、この設定された指向性ビームを用いて端末装置（ＳＴＡ）４−１宛に、ＣＴＳフレームを送信する。このＣＴＳフレームには、前述のオーセンティケーションの場合と同様、送信電力情報が含まれていても良い。
【０１２２】
アンテナ１００を介して受信したデータが受信データ種別検出部１０３でＣＴＳフレームであると判断したときは、ビーム利得推定部１０５には、受信電力測定部１０２で測定された当該フレームの受信電力と、送信電力検出部１０４により当該フレームから抽出されたあるいは、ＣＴＳフレーム対応に予め記憶しておいた送信電力情報が入力される。これは基地局が指向性ビームを設定しない場合あるいは基地局での１回目の指向性ビームの指向角が予め（比較的広く）決まっていて端末装置にとって既知のときに可能である。
【０１２３】
このときビーム利得推定部１０５と送信電力制御部１０６は、上記ＣＴＳフレームの受信電力と、例えば図７のステップＳ１０２で得た、受信したビーコンフレームの受信電力とを用いて、図８に示したような処理を行ない、送信電力の設定を行なう。
【０１２４】
あるいは、図１２に示したような処理を行ないキャリアセンスレベルの設定を行なう。
【０１２５】
上記の説明は、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉから基地局装置１へＲＴＳフレームを送信する場合であるが、逆に基地局装置１から端末装置（ＳＴＡ）４−ｉへＲＴＳフレームを送信する場合もある。
【０１２６】
次に、基地局装置１から端末装置（ＳＴＡ）４−ｉへＲＴＳフレームを送信する場合を説明する。
【０１２７】
この場合、基地局装置１は以前に通信相手とする端末装置（ＳＴＡ）４−ｉから送信されてきたフレームデータを受信したことがあるときは、そのときの受信電力などを基に、当該端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ向けに指向性ビームを設定してＲＴＳフレームを送信する。
【０１２８】
そこで、この点に着目し、上記第１、第２実施形態と同様にして、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉでは、受信したビーコンフレームの受信電力、受信したＲＴＳフレームの受信電力とから、送信電力や、キャリアセンスレベルの制御を行なうこともできる。
【０１２９】
すなわち、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉがアンテナ１００を介して受信したデータが受信データ種別検出部１０３で、ＲＴＳフレームであると判断したときは、ビーム利得推定部１０５には、受信電力推定部１０２で測定された当該フレームの受信電力と、送信電力検出部１０４により当該フレームから抽出された、あるいはＲＴＳフレーム対応に予め記憶しておいた送信電力情報が入力される。但し上述したようにこれは基地局が指向性ビームを設定しない場合あるいは基地局での１回目の指向性ビームの指向角が予め（比較的広く）決まっていて端末装置にとって既知のときに可能である。
【０１３０】
このとき、ビーム利得推定部１０５と送信電力制御部１０６は、上記ＲＴＳフレームの受信電力と送信電力情報と、例えば図７のステップＳ１０２で得た受信したビーコンフレームの受信電力と送信電力情報とを用いて、図８に示したような処理を行ない、送信電力の設定を行なう。
【０１３１】
これと同時に、図１２に示したような処理を行ない、キャリアセンスレベルの設定を行なっても良い。
【０１３２】
あるいは送信電力の設定とキャリアセンスレベルの設定を同時に行なうようにしてもよい。
【０１３３】
端末装置（ＳＴＡ）４−ｉで、上記のようにして送信電力制御が行なわれて、新たな送信電力が設定されたときは、その設定された送信電力で、基地局装置１宛にＣＴＳフレームを送信する。
【０１３４】
基地局装置１は、ＣＴＳフレームを受信すると、そのときの受信電力などから、当該端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ向けの指向性ビームを設定し直し、その後の当該端末装置（ＳＴＡ）４−ｉとの通信に用いる。
【０１３５】
このようにして、上記第３の実施形態の場合も、第１、第２の実施形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【０１３６】
上記第１乃至第３実施形態で説明したように、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉのそれぞれが、基地局装置１との通信のために送信電力やキャリアセンスレベルを制御することにより、以下に示すような通信形態も可能である。
【０１３７】
すなわち、第１乃至第３実施形態の説明では、基地局装置１は１つの指向性ビームで１つの端末装置（ＳＴＡ）４−ｉと通信を行なう場合について説明したが、図１３に示すように基地局装置１は、１つの指向性ビームで複数の端末装置（図１３では、端末装置（ＳＴＡ）４−１、４−２）と通信を行なうようにしてもよい。
【０１３８】
例えば、端末装置（ＳＴＡ）４−１への指向性ビームと類似するパターンを有することとなる他の端末装置（例えば、端末装置（ＳＴＡ）４−２）が存在する場合、基地局装置１は、端末装置（ＳＴＡ）４−１への指向性ビーム３−４を当該他の端末装置（ＳＴＡ）４−２にも共通に割当てる。この場合、基地局装置１から１つの指向性ビーム３−４を共通に割当てられた端末装置（ＳＴＡ）４−１、４−２では、基地局装置１と、同じ指向性ビームを共有することを前提としたＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセス権を取得することになる。
【０１３９】
図１３に示したような形態の適用時においても、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉのそれぞれが、基地局装置１との通信のために、送信電力やキャリアセンスレベルを制御することにより、基地局装置１から上記指向性ビーム３−４とは異なる指向性ビーム３−５を割当てられた端末装置（ＳＴＡ）４−３への端末装置（ＳＴＡ）４−１、４−２からの干渉、あるいは基地局装置１から指向性ビーム３−５を割当てられた端末装置（ＳＴＡ）４−３へ向けて送信された信号の端末装置（ＳＴＡ）４−１、４−２への干渉を低め、基地局装置１は、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉとＳＤＭＡが可能となり、また、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ側で送信電力やキャリアセンスレベルの制御を行なわない場合と比較して、多元接続数を増加させることができる。
【０１４０】
また、第１乃至第３の実施形態で説明した無線通信システムは、１つのアクセスポイントとしての基地局装置（ＡＰ）１とそこに接続する複数の無線クライアントとしての無線端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３からなる１つのＢＳＳで構成されていたが、この場合に限らず、図１４に示したようにアクセスポイントとしての基地局装置が複数存在し、（ここでは、例えば２つの基地局装置１−１、１−２）、複数のＢＳＳ（ここでは、例えば第１のＢＳＳと第２のＢＳＳの２つ）からなる無線通信システムにも、この発明は適用可能である。
【０１４１】
この場合においても、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（例えば図１４では、端末装置（ＳＴＡ）４−１、４−２、４−１０、４−１１）のそれぞれが、基地局装置１−１あるいは基地局装置１−２との通信のために、送信電力やキャリアセンスレベルを制御することにより、基地局装置１は、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉとＳＤＭＡが可能となり、また端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ側で送信電力やキャリアセンスレベルの制御を行なわない場合と比較して、多元接続数を増加させることができる。
【０１４２】
なお、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは、図６の受信モード（ステップＳ２）、オーセンティケーション（ステップＳ４）、アソシエーション（ステップＳ５）、通信モード（ステップＳ６）、ディスアソシエーション（ステップＳ７）、ディオーセンティケーション(ステップＳ８）のいずれにおいても、原理的にはビーコンフレームを受信することができるので、その後に自装置宛に送信された（ユニキャスト）のフレームを受信したのであれば、図８、図１２に示した送信電力制御やキャリアセンスレベル制御はいつでも行なえる。
【０１４３】
なお、本願発明は、上記各実施形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合せて実施してもよく、その場合組み合わされた効果が得られる。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【０１４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＣＳＭＡ方式にＳＤＭＡ方式を適用した場合に、基地局装置と複数の無線端末装置との間で効率のよいデータ送受信を行なうことができる無線端末通信システムおよび無線端末装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わる無線通信システムである無線ＬＡＮシステムの構成例を示す図である。
【図２】基地局装置の構成例を示した図である。
【図３】アダプティブアレイアンテナの構成例を示した図である。
【図４】無線端末装置の構成例を示した図である。
【図５】ＩＥＥＥ８０２．１１に規定されているＭＡＣフレームについて説明するための図である。
【図６】無線端末装置の処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】無線端末装置と基地局装置との間でデータを送受信する際の送信電力制御手順について説明するための図である。
【図８】無線端末装置の送信電力制御手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】無線端末装置と基地局装置との間でデータを送受信する際の送信電力制御手順について説明するための図で、共有鍵（Shared key）のオーセンティケーション(authentication)をする場合を示す図である。
【図１０】無線端末装置と基地局装置との間でデータを送受信する際の送信電力制御手順について説明するための図で、アソシエーション(association)の際に送信電力制御を行なう場合を示す図である。
【図１１】無線端末装置の他の構成例を示す図である。
【図１２】無線端末装置のキャリアセンスレベルの制御手順を説明するためのフローチャートである。
【図１３】１つの基地局装置１が１つの指向性ビームで複数の端末装置と通信を行なう場合を説明するための図である。
【図１４】複数のＢＳＳからなる無線通信システムの構成を概略的に示した図である。
【符号の説明】
１、１−１、１−２・・・基地局装置
２・・・アダプティブアレイアンテナ
３−１〜３−５・・・アンテナビーム
４−１〜４−３、４−１０、４−１１・・・端末装置（無線端末装置）
５・・・バックボーン網
１１−１〜１１−３・・・受信機
１２−１〜１２−３・・・送信機
１３・・・受信制御部
１４・・・送信制御部
３０−１〜３０−３・・・アンテナ素子
３１−１〜３１−３・・・送受切換スイッチ
３２−１〜３２−３・・・低雑音増幅器
３３−１〜３３−３・・・ダウンコンバータ
３４−１〜３４−３・・・分配器
３５−１〜３５−３・・・受信ビーム形成回路
３６−１〜３６−３・・・送信ビーム形成回路
３７−１〜３７−３・・・合成器
３８−１〜３８−３・・・アップコンバータ
３９−１〜３９−３・・・高周波電力増幅器
４０・・・ビーム制御部
１００・・・アンテナ
１０１・・・受信部
１０２・・・受信電力測定部
１０３・・・受信データ種別検出部
１０４・・・送信電力検出部
１０５・・・ビーム利得推定部
１０６・・・送信電力制御部
１０７・・・送信部
１０８・・・情報処理部
１０９・・・キャリアセンス制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間分割多重により通信を行なう無線ＬＡＮに有用な無線通信システム及びこのシステム内に含まれる無線端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＳＭＡ(Carrier Sense Multiple Access)方式を用いたＩＥＥＥ８０２．１１に基づく無線ＬＡＮシステム（ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９（Ｅ）ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１，１９９９ ｅｄｉｔｉｏｎ）が知られている。この無線ＬＡＮシステムは複数の端末装置(station)と基地局(access point)を含む。端末装置はパケット（データ）を送信すべき基地局へのパケット送信前にキャリアセンスを行なう。キャリアセンスは物理的なキャリアセンスと仮想キャリアセンスを含む。物理的なキャリアセンスは無線通信媒体がビジーであるかアイドルであるかを受信信号レベルから判断する。仮想キャリアセンスは無線通信媒体がビジーであるかアイドルであるかを受信信号に含まれる予約情報から判断する。
【０００３】
端末装置はキャリアセンスを行ない、パケット送信の延期、基地局との間の接続の開始あるいはパケットの送信をする。すなわち、信号の受信レベルがある閾値より大きいとき、あるいは他の端末装置または基地局からのチャネル予約情報（ＮＡＶ（ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９（Ｅ） ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１、１９９９ ｅｄｉｔｉｏｎ）を含むパケットを受信したときパケット送信を延期し、ランダムな送信待機時間の経過後、無線通信媒体がアイドルとなったとき、基地局との間の接続を開始する。すでに接続されている場合には、ランダムな送信待機時間は待たないで基地局のアドレスを宛先指定したパケットを送信する。
【０００４】
一方、無線通信システムにおける多重化方式の一つとして、ＳＤＭＡ(Space Division Multiple Access)方式が知られている。ＳＤＭＡ方式は基地局に備えられたアダプティブアレイアンテナを用いる。アダプティブアレイアンテナは互いの干渉を低減する複数のアンテナビームを形成する。これにより、通信品質の向上、さらには基地局装置と複数の端末装置との同時通信の実現が可能となる。
【０００５】
ＣＳＭＡ方式の無線ＬＡＮシステムにＳＤＭＡ方式を適用することにより、同様の利点を享受できると考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＣＳＭＡ方式の無線ＬＡＮシステムに単純にＳＤＭＡ方式を適用すると、次のような問題が発生する。
【０００７】
一般的に、端末装置はアダプティブアレイアンテナのような指向性アンテナを持たない。このため、端末装置が基地局との間でパケット伝送を行なっているとき、他の端末装置は、上記キャリアセンス機能により無線通信媒体がビジーであると判断し、パケット伝送を控える。そのため、ＣＳＭＡ方式を採用している無線通信システムの基地局にアダプティブアレイアンテナを備えたとしても、同一チャネルで複数の端末装置が同時通信を行なう空間分割多重通信が効率よく行なえないという問題点があった。
【０００８】
本発明の目的は、ＣＳＭＡ方式による通信に、ＳＤＭＡ方式を適用しても基地局と複数の端末との間の通信が効率よく行なえる無線通信システムおよび無線端末装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明は以下に示す手段を用いている。
【００１０】
本発明は、基地局装置と複数の端末装置との間でデータの送受信を行なう無線通信システムにおいて、前記端末装置は、前記基地局装置から送信されたデータを受信した際に測定した受信電力と、該受信したデータの種別とに基づき、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、および前記判断手段による判断結果に応じて、該基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力を調節する調節手段と、
を具備したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、基地局装置と複数の端末装置との間でＣＳＭＡ(Carrier Sense Multiple Access)によりデータの送受信を行なう無線通信システムにおいて、前記端末装置は、前記基地局装置から送信されたデータを受信した際に測定した受信電力と、該受信したデータの種別に基づき、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、および前記判断手段の判断結果に基づいて前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力と、前記端末装置のキャリアセンスレベルのうち少なくともいずれか一方を調節する調節手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明によれば、基地局装置と複数の端末装置との間でデータの送受信を行なう無線通信システムにおいて、前記端末装置は、前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに前記基地局装置から前記端末装置宛にユニキャストされた第２データを受信する受信手段と、前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力とを基に、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、前記基地局装置が前記指向性ビーム制御を行なっていると判断したときは、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力を調節する調節手段とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明によれば、基地局装置と複数の端末装置との間でＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）方式にてデータの送受信を行なう無線通信システムにおいて、前記端末装置は、前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに、前記基地局装置から前記端末装置にユニキャストされた第２データを受信する受信手段と、前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力とを基に、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、および前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したとき、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力と、前記端末装置のキャリアセンスレベルのうちの少なくともいずれか一方を調節する調節手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明によれば、基地局装置との間でデータの送受信を行なう無線端末装置であって、前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに前記基地局装置から前記端末装置宛にユニキャストされる第２データを受信する受信手段と、前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力とを基に前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したときは、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力を調節する調節手段とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明によれば、基地局装置との間で(Carrier Sense Multiple Access)方式にてデータの送受信を行なう無線端末装置であって、前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに、前記基地局装置から前記端末装置宛にユニキャストされる第２データを受信する受信手段と、前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力とを基に、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したとき、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力と、前記端末装置のキャリアセンスレベルのうちの少なくともいずれか一方を調節する調節手段とを具備したことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、無線端末装置が基地局との間の通信のための送信電力制御を行なう。無線端末装置が基地局装置と通信を行なっているときに、無線端末装置の近傍に存在する他の無線端末装置がキャリアセンスをする際、無線通信媒体のビジーを検知されることが少なくなる。従って多元接続数を増加させることができる。従ってＳＤＭＡ方式を適用した場合の伝送効率の向上が図れる。
【００１７】
また、無線端末装置はキャリアセンスレベル制御を行なう。無線端末装置の近傍に存在する他の無線端末装置が基地局装置と通信を行なっているときに、無線端末装置がキャリアセンスをする際、キャリアセンスレベルを制御することにより無線通信媒体のビジーの検知を少なくすることができる。従って多元接続数を増加させることができる。従ってＳＤＭＡ方式を適用した場合の伝送効率の向上が図れる。
【００１８】
また、無線端末装置はキャリアセンスレベル制御を行なう。無線端末装置の近傍に存在する他の無線端末装置が基地局装置と通信を行なっているときに無線端末装置のキャリアセンスの際、無線通信媒体のビジーを検知することが少なくなる。従って多元接続数を増加させることができる。従ってＳＤＭＡ方式を適用した場合の伝送効率の向上が図れる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
図１は本発明の第１の実施形態に係わる無線通信システムを示す。この無線通信システムは無線ＬＡＮシステムとして構成されている。この無線ＬＡＮシステムは、例えばＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂも含む）規格に準拠する。１つのアクセスポイントとしての基地局装置（ＡＰ）１とそこに接続する複数の無線クライアントとしての無線端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３から成るＢＳＳ(Basic service set)を示す。
【００２１】
基地局装置１は特定の固定位置に設置され、バックボーン網５に接続される。基地局装置１はアダプティブアレイアンテナ２を備え、アダプティブアレイ２は複数の比較的狭い指向性パターン（指向性ビームあるいはアンテナビームとも呼ぶ）３−１乃至３−３を形成する。
【００２２】
このようなアンテナビーム３−１乃至３−３によって、基地局装置１は複数の無線端末装置（以下、簡単に端末装置あるいは端末と呼ぶ）４−１乃至４−３との間で同一チャネルでの同時通信を行なうことが可能である。すなわち、基地局装置１と端末装置４−１乃至４−３との間の通信はＳＤＭＡ方式で行なわれる。この実施形態では、基地局装置１が３個のアンテナビーム３−１乃至３−３を形成し、３個の端末装置４−１乃至４−３との間で同時通信を行なう例について説明する。しかしながら、アンテナビームの数および同時通信を行なう端末装置数は、２以上の任意の数であればよい。端末装置４−１乃至４−３は、一般に固定位置に設置されるが、移動体に搭載されていてもよい。
【００２３】
次に、図２を用いてこの実施形態に係わる基地局装置１の構成を説明する。
【００２４】
受信機１１−１乃至１１−３ではアダプティブアレイアンテナ２の各アンテナビーム３−１乃至３−３を介して端末装置４−１乃至４−３からの送信信号が受信される。受信された信号に対して復調および復号を含む処理が成され、受信信号ＲＳ−１乃至ＲＳ−３が生成される。
【００２５】
送信機１２−１乃至１２−３ではアダプティブアレイアンテナ２の各アンテナビーム３−１乃至３−３を介して端末装置４−１乃至４−３へそれぞれ送信すべき送信信号ＴＳ１乃至ＴＳ３が生成される。これらの送信信号ＴＳ１乃至ＴＳ３はアダプティブアレイアンテナ２に供給される。
【００２６】
受信機１１−１乃至１１−３からの受信信号ＲＳ１乃至ＲＳ３は、受信制御部１３に入力され、所定の受信処理が行なわれる。
【００２７】
送信制御部１４は端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３へブロードキャスト、ユニキャストで送信するためのデータの生成等の送信処理を行なう。送信制御部１４で生成されたデータは送信機１２−１乃至１２−３を介して送信信号ＴＳ１乃至ＴＳ３として端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３へ送信される。
【００２８】
次に、図３を用いてアダプティブアレイアンテナ２の具体的な構成例について説明する。
【００２９】
アダプティブアレイアンテナ２は図３に示すように、アンテナ素子３０−１乃至３０−３、送受切換スイッチ３１−１乃至３１−３、低雑音増幅器（ＬＮＡ）３２−１乃至３２−３、ダウンコンバータ３３−１乃至３３−３、分配器３４−１乃至３４−３、受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３、送信ビーム形成回路３６−１乃至３６−３、合成器３７−１乃至３７−３、アップコンバータ３８−１乃至３８−３、高周波電力増幅器（ＨＰＡ）３９−１乃至３９−３及びビーム制御部４０を有する。
【００３０】
送受切換スイッチ３１−１乃至３１−３、ＬＮＡ３２−１乃至３２−３、ダウンコンバータ３３−１乃至３３−３、分配器３４−１乃至３４−３、合成器３７−１乃至３７−３、アップコンバータ３８−１乃至３８−３およびＨＰＡ３９−１乃至３９−３は、各アンテナ素子３０−１乃至３０−３に対応してアンテナ素子３０−１乃至３０−３の個数（この例では３個）と同数個設けられる。一方、受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３および送信ビーム形成回路３６−１乃至３６−３は、アダプティブアレイアンテナ２が形成するアンテナビームの数（この例では３ビーム）と同数個設けられる。アンテナビームの数は、アンテナ素子３０−１乃至３０−３の個数より少なくても多くてもよい。
【００３１】
アダプティブアレイアンテナ２の動作を説明する。アンテナ素子３０−１乃至３０−３によって受信された電波周波数（ＲＦ）信号は、送受切換スイッチ３１−１乃至３１−３をそれぞれ介してＬＮＡ３２−１乃至３２−３に入力される。次に、入力されたＲＦ信号はＬＮＡ３２−１乃至３２−３により所定レベルに増幅される。ＬＮＡ３２−１乃至３２−３で増幅されたＲＦ信号はダウンコンバータ３３−１乃至３３−３にそれぞれ入力される。ダウンコンバータ３３−１乃至３３−３は入力されたＲＦ信号を中間周波数（ＩＦ）またはベースバンド（ＢＢ）に変換し、分配器３４−１乃至３４−３に入力する。
【００３２】
分配器３４−１によってダウンコンバータ３３−１からの出力信号が受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３に分配される。分配器３４−２によってダウンコンバータ３３−２からの出力信号が受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３に分配される。分配器３４−３によってダウンコンバータ３３−３からの出力信号が受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３に分配される。
【００３３】
受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３においては、入力された信号がビーム制御部４０によって設定された受信用複素重み係数に従って重み付け合成される。これにより、複数の受信アンテナビームが形成される。受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３からの各受信アンテナビームに対応した信号は、図２中の受信機１１−１乃至１１−３にそれぞれ供給される。
【００３４】
一方、送信ビーム形成回路３６−１乃至３６−３には図２中の送信機１２−１乃至１２−３からの送信信号ＴＳ１乃至ＴＳ３がそれぞれ入力される。送信ビーム形成回路３６−１乃至３６−３においては、それぞれに入力された送信信号に対してビーム制御部４０によって設定された複数の送信用複素重み係数が乗じられる。
【００３５】
送信ビーム形成回路３６−１からの複数の出力信号は合成器３７−１乃至３７−３に入力される。送信ビーム形成回路３６−２からの複数の出力信号も合成器３７−１乃至３７−３に入力される。さらに、送信ビーム形成回路３６−３からの複数の出力信号も合成器３７−１乃至３７−３に入力される。合成器３７−１乃至３７−３では、それぞれに入力された複数の信号が一つの信号に合成される。
【００３６】
合成器３７−１乃至３７−３からの出力信号は、アップコンバータ３８−１乃至３８−３にそれぞれ入力される。アップコンバータ３８−１乃至３８−３は中間周波数（ＩＦ）またはベースバンド（ＢＢ）を電波周波数（ＲＦ）に変換し、ＨＰＡ３９−１乃至３９−３に入力する。ＨＰＡ３９−１乃至３９−３により増幅された送信信号は、スイッチ３１−１乃至３１−３をそれぞれ介してアンテナ素子３０−１乃至３０−３に供給され、端末装置へ送信される。
【００３７】
ビーム制御部４０は上述したように受信ビーム形成回路３５−１乃至３５−３に対して受信用複素重み係数を設定する。また、ビーム制御部４０は、送信ビーム形成回路３６−１乃至３６−３に対して送信用複素重み係数を設定する。また、ビーム制御部４０は送受で互いに対応するビーム形成回路（例えば受信ビーム形成回路３５−１と送信ビーム形成回路３６−１）に対しては、同一の端末装置と通信を行なうための重み係数が設定される。
【００３８】
基地局装置（ＡＰ）１は一定時間間隔にビーコン（Beacon）を送信する。Beaconは基地局装置１の周囲に複数存在する端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３が受信できる送信電力を用いて送信される。ビーコンフレームは全ての端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３に送信する必要がある。従って、ブロードキャスト送信が行なわれるため、無指向性パターンが用いられる。一方オーセンティケーションおよびアソシエーション処理時におけるフレームの送受信は、各端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３個別に行なう必要がある。従って、ユニキャスト送信が行なわれるため、指向性ビームが用いられる。
【００３９】
この特徴に着目し、第１の実施形態に係わる端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３は受信したデータの種別を調べる。この種別は無指向性のパターン（無指向性ビームとも呼ぶ）で送信されるフレームと指向性ビームにより送信されるフレームを含む。無指向性のパターンで送信されるフレームは例えばＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１ａおよび８０２．１１ｂも含む）に規定されているビーコンフレームである。指向性ビームにより送信されるフレームは例えばオーセンティケーションフレームおよびアソシエーションフレームである。
【００４０】
無指向性ビームのときの受信電力情報と、指向性ビームのときの受信電力情報とを用いて、基地局装置１からユニキャストで端末装置宛のフレームを送信する際の指向性ビームの利得を推定する。なお、無指向性ビームのときの送信電力情報と指向性ビームのときの送信電力情報も用いるとより正確に指向性ビームの利得を推定することができる。また、フレーム種別（ブロード／ユニキャスト）情報を用いないなら送信電力情報および受信電力情報を用いて指向性ビームの利得を推定する。その結果を基に端末装置は、基地局装置１が指向性ビームを形成することが可能であるか否かを判断する。可能であるなら、次に当該基地局装置１とＳＤＭＡが可能であるか否かを判断する。ＳＤＭＡが可能であるなら、基地局装置１宛のデータの送信電力を調節するように構成される。
【００４１】
図４は、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝１乃至３）の要部の構成例を概略的に示す。
【００４２】
端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは、アンテナ１００と受信部１０１と受信電力測定部と受信データ種別検出部１０３と送信電力検出部１０４とビーム利得推定部１０５と送信電力制御部１０６と送信部１０７と情報処理部１０８とから構成されている。なお、送信電力検出部１０４は無くてもよい。
【００４３】
情報処理部１０８は、例えばユーザの操作により送信データが作成されたりなどして、送信要求が生ずると送信データを送信部１０７へ渡す。送信部１０７はこの送信データ（例えばＩＰパケットでもよい）をＩＥＥＥ８０２．１１に規定されるＭＡＣフレームに変換する。さらに送信部１０７はデジタルデータとしてのＭＡＣフレームを所定周波数（例えば２．４ＧＨｚ）の無線信号に変換し、アンテナ１００を介して電波として発信する。
【００４４】
一方、アンテナ１００で受信された信号は受信部１０１に入力される。受信部１０１は受信した信号をＭＡＣフレームに変換し、このＭＡＣフレーム中の情報フィールドから受信データを抽出し、情報処理部１０８に渡す。情報処理部１０８は受信データをディスプレイに表示するための処理等を行なう。なお、情報処理部１０８は上記以外にも各種情報処理を行なうように構成してもよい。
【００４５】
ＩＥＥＥ８０２．１１に規定されるＭＡＣフレームは、データをやりとりする通信のためのデータフレームとしてだけでなく、アクセス制御のためにも用いられる。このアクセス制御は、通信に先立って基地局装置１に認証してもらったり、送信権を確保するためのメッセージを送信するなどを含む。これらのための手順はＩＥＥＥ８０２．１１に規定されている。その手順を実行したり、ＭＡＣフレームを生成したりするのが受信部１０１と送信部１０７である。
【００４６】
なお、ＭＡＣフレームは図５（ａ）に示すように、ＭＡＣヘッダーと、データフィールドと、フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）で構成される。ＭＡＣヘッダは最大３０バイト（最大３０バイトのＭＡＣヘッダーの場合にはシークエンスコントロールフィールドとデータフィールドとの間にアドレスフィールドが加わる）であり各種制御情報を記憶する。データフィールドは最大２３１２バイトのデータを記憶する。ＦＣＳはデータが正しく送られたか否かをチェックするために使用される。
【００４７】
ＭＡＣフレームにはビーコンや、オーセンティケーションのフレームやアソシエーションのフレームのように無線システムを管理するための管理用フレーム、データ通信用のデータフレーム、その他にアクセス制御部で使う制御用フレームの３種類がある。どの種類のＭＡＣフレームであるかはＭＡＣヘッダーにあるフレームコントロールＦ１中のタイプＦ１ａに示されている。さらに、フレームコントロールＦ１中のサブタイプＦ１ｂで、上記のようなＭＡＣフレームの種類をさらに細かく示す。
【００４８】
基地局装置から端末装置にデータフレームが送信される場合、ＭＡＣヘッダーは図５（ａ）のように宛先アドレス（ＤＡ）Ｆ２と実際にフレームを送信する基地局装置のＭＡＣアドレスであるＢＳＳＩＤ(Basic Service Set Identification)Ｆ３とフレームの送信元アドレス（ＳＡ）を含む。管理用フレームの場合は、ＢＳＳＩＤとＳＡの位置が逆になり、アドレスフィールドはＤＡ、ＳＡ、ＢＳＳＩＤの順になる。宛先アドレスＦ２は、予め定められたブロードキャストアドレスおよび各端末装置（ＳＴＡ）４−ｉのアドレスを保持する。また、制御フレーム（例えば、ＲＴＳ／ＣＴＳ）の場合は、ＭＡＣヘッダーはフレームコントロール、Duration IDとアドレスフィールドＲＡ、ＴＡ、ＢＳＳＩＤのいずれか２つの順になり、フレームの種類によっては、アドレスフィールドは１つになる。フレームボディは無くなる。ＲＴＳの場合、ＭＡＣヘッダはフレームコントロール、Duration ID、ＲＡ、ＴＡ、ＦＣＳの順になる。ＣＴＳの場合、ＭＡＣヘッダはフレームコントロール、Duration ID、ＲＡ、ＦＣＳの順になる。
【００４９】
図４の説明に戻り、受信電力測定部１０２は、受信部１０１でフレームデータを受信した際に、アンテナに誘起された電力（受信電力）を測定するように構成される。
【００５０】
受信データ種別検出部１０３は、受信部１０１で得たＭＡＣフレーム中のＭＡＣヘッダー部やフレームボディであるデータフィールドＦ４に保持される情報から当該ＭＡＣフレームがブロードキャストされたものか、ユニキャストされたものかを判断する。
【００５１】
すなわち、ＭＡＣフレーム中のタイプＦ１ａとサブタイプＦ１ｂとから、当該ＭＡＣフレームがビーコンフレーム（ブロードキャストされたフレームデータ）であるかオーセンティケーションやアソシエーションのフレーム（ユニキャストされたフレームデータ）であるかを判断する。
【００５２】
なお、受信データ種別検出部１０３は、受信部１０１で得たＭＡＣフレーム中の宛先アドレス（ＤＡ）Ｆ２から、当該ＭＡＣフレームがブロードキャストされたものか、ユニキャストされたものかを判断することもできる。しかしながら、ここでは、前者の場合を例にとり説明する。
【００５３】
送信電力検出部１０４は、受信部１０１で得たＭＡＣフレーム中から、当該ＭＡＣフレームを基地局装置１から送信する際の送信電力に関する情報（送信電力情報）を抽出する。送信電力情報は、電力値そのものでもよいが、ある予め定められた値を基準とした相対的な値（例えばレベル値）であってもよい。要は、送信電力の変動がどのくらいかが端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ側が判断できる情報であればよい。また、送信電力情報はＭＡＣフレームの予め定められた位置に格納されている。例えばビーコン、オーセンティケーション、アソシエーションなどのフレームボディである図５（ａ）のデータフィールドＦ４にＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１ａおよび８０２．１１ｂも含む）規格では未定義の（リザーブになっている）フィールドがあるが、これらを用いて送信電力情報が示されていることが望ましい。しかしながら、この場合に限らず、ＭＡＣフレーム中の無線通信システムの運用上未使用となっているフィールドを用いて示されていても良い。
【００５４】
例えば、オーセンティケーションのフレームの場合、オーセンティケーションフレームボディである図５（ａ）の情報フィールドに保持されるステータスコード（status code）のフィールド中にある、未定義のステータスコードを１つまたは複数用いて送信電力情報を表現することもできる（図５（ｂ）参照）。
【００５５】
また、各種ＭＡＣフレームの送信電力が予め定められていて、ビーコン、オーセンティケーション、アソシエーションなどのＭＡＣフレームの種類に対応して、その送信電力を送信電力検出部１０４にあらかじめ記憶するように構成してもよい。この場合、送信電力検出部１０４は、受信データ種別検出部１０３で、受信したＭＡＣフレームの種類が検出されたら、その種類に対応した送信電力を読み出す。
【００５６】
ビーム利得推定部１０５は、受信部１０１で受信したデータに対し、データ種別検出部１０３で検出された当該受信データの種別と、受信電力測定部１０２で測定された受信電力と、送信電力検出部１０４で得た当該受信データの送信電力情報とから、その指向性ビームの利得を推定する。データの種別とは、ビーコンフレームのようなブロードキャストされたフレームデータかあるいはオーセンティケーションやアソシエーションのようなユニキャストされたフレームデータを示す。そして、基地局装置１の指向性ビーム制御の有無を判断する。さらにこの値（レベル）が所定レベル以上のときは、ＳＤＭＡが可能であると判断する。
【００５７】
ＳＤＭＡが可能とビーム利得推定部１０５が判断したときは、送信電力制御部１０６は基地局装置１宛のデータの送信電力を、例えば予め定められたレベルだけ下げる。好ましくは、基地局装置１が受信可能な範囲内で出来るだけ小さい送信電力、すなわち必要最小限の送信電力であることが好ましい。なお、送信電力制御を行なうための回路自体は公知のものである。
【００５８】
図６は端末装置（ＳＴＡ）４−ｉの処理動作を説明するためのフローチャートである。
【００５９】
図６において、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは電源がオンされると（ステップＳ１）受信モードとなる（ステップＳ２）。例えば基地局装置１からの要求があればいつでもコネクションを確立して通信が行える状態となる。
【００６０】
受信モードの状態で、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉに（例えばユーザの操作により）データを送信するための送信要求が発生し、自装置を基地局装置１に接続するためのコネクション確立要求が発生したとする（ステップＳ３）。この場合、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉと基地局装置１との間でオーセンティケーション、アソシエーションなる処理が実行される（ステップＳ４、ステップＳ５）。なおオーセンティケーション、アソシエーションなどのコネクションの確立方法に関しては、ＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂも含む）規格に準拠している。
【００６１】
オーセンティケーション、アソシエーションが正常に終了して、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉと基地局装置１との間のコネクションが確立されると、このコネクションを通じて、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは基地局装置１と通信を行なうことができる（ステップＳ６）。
【００６２】
端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは基地局装置１との間のコネクションの切断要求が生ずると、ディスアソシエーション(Disassociation)、ディオーセンティケーション （Deauthentication）なる動作を経て、上記確立したコネクションを切断し、（ステップＳ８、ステップＳ９）、再び受信モードに移行する（ステップＳ２）。
【００６３】
なお、ディスアソシエーション、ディオーセンティケーションなどのコネクションを切断する方法に関してはＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂも含む）規格に準拠している。
【００６４】
次に、図７を参照して、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉのうちのいずれか１つ（例えば端末装置（ＳＴＡ）４−１）を例にとり、基地局装置１にデータを送信する際の送信電力制御手順について説明する。
【００６５】
基地局装置１からは、ビーコンフレームが一定周期（厳密に正確な周期でなくてよい）毎に送信されている（ステップＳ１０１）。端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは、原理的には、図６のステップＳ２の受信モードのとき以外にも、ステップＳ４のオーセンティケーション、ステップＳ５のアソシエーション、ステップＳ８のディスアソシエーション、ステップＳ９のディオーセンティケーションの処理中においても、通信モード中でも、ビーコンフレームの受信は可能である。例えば、受信モードのときに、端末装置（ＳＴＡ）４−１は、アンテナ１００を介して受信したデータが受信パケット種別検出部１０３でビーコンフレームであると判断したときは、ビーム利得推定部１０５には受信電力測定部１０２により測定された当該ビーコンフレームの受信電力と、送信電力検出部１０４から当該ビーコンフレームに含まれていた、あるいはビーコンフレーム対応に予め記憶していた送信電力情報を入力する（ステップＳ１０２）。
【００６６】
ビーコンフレームを受信する度に、そのときに測定された受信電力と送信電力情報を対にして時系列に記憶しておいてもよい。
【００６７】
その後、端末装置（ＳＴＡ）４−１にコネクション確立が生じて（図６のステップＳ３）、図６のステップＳ４のオーセンティケーションの処理に移行したとする。この場合、まず端末装置（ＳＴＡ）４−１の送信部１０７は、基地局装置１に対し（基地局装置１宛の）、オーセンティケーションの要求を開始する信号であるauthentication transaction sequence number （以下単にＡＴＳＮと呼ぶ）＝１のオーセンティケーションフレームを送信する（ステップＳ１０３）。その際端末装置は当該基地局装置１へ向けたデータ送信の際に送信電力制御部１０６により以前に設定された送信電力があるときは、その送信電力でＡＴＳＮ＝１のオーセンティケーションフレームを送信する。そうでないときは、予め定められたデフォルトの送信電力で送信するようにしてもよい。
【００６８】
なお、ＡＴＳＮはオーセンティケーションフレームのフレームボディであるデータフィールドＦ４に示されている。
【００６９】
ＡＴＳＮ＝１のオーセンティケーションフレームを受信した基地局装置１はそのときの受信電力などを基に、端末装置（ＳＴＡ）４−１へ向ける指向性ビームを設定する（ステップＳ１０４）。すなわち、端末装置（ＳＴＡ）４−１の存在する方向対応の上記重み係数を設定する。
【００７０】
基地局装置１は、この設定された指向性ビームを用いて端末装置（ＳＴＡ）４−１宛にＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレーム（ＡＴＳＮ＝１のオーセンティケーションフレームの応答）を送信する（ステップＳ１０５）。
【００７１】
このＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレームには上述したように、送信電力情報が含まれていても良い。
【００７２】
アンテナ１００を介して受信したデータがＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレームであると受信パケット種別検出部１０３が判断したときは、ビーム利得推定部１０５には、受信電力測定部１０２で測定された当該フレームの受信電力と、送信電力検出部１０４により当該フレームから抽出された、あるいはＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレーム対応にあらかじめ記憶していた送信電力情報が入力される（ステップＳ１０６）。これは基地局が指向性ビームを設定しない場合あるいは基地局での１回目の指向性ビームの指向角が予め（比較的広く）決まっていて端末装置にとって既知のときは可能である。
【００７３】
このとき、ビーム利得推定部１０５と送信電力制御部１０６は図７のステップＳ１０６で得た、ＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレームの受信電力と送信電力情報とを用いて、図８に示すような処理を行ない、送信電力の調節を行なう（ステップＳ１０７）。
【００７４】
図８において、まずビーム利得推定部１０５は、図７のステップＳ１０２で得た、受信したビーコンフレームの受信電力と送信電力情報と、上記ステップＳ１０６で得た、ＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレームの受信電力と送信電力情報とから基地局装置１の指向性ビーム制御の有無を判断する（ステップＳ２０１）。すなわち、指向性ビーム制御の有無とは、言い換えれば、基地局装置１で端末装置（ＳＴＡ）４−１向けに指向性が絞られているか否か、アンテナビームが端末装置（ＳＴＡ）４−１に向けられているか否かである。
【００７５】
例えば無指向性のパターンで送信されてきたビーコンフレームの送信電力情報が「３」で、その受信電力が「２」であったとする。そして指向性ビームを用いて送信されてきたであろうオーセンティケーションフレームの送信電力情報が「３」で、その受信電力が「４」であったとする。なお、ここで示す数値は、実際の電力値ではなく、電力値に対応したレベルを示している。このように、基地局装置１の送信電力が「３」と変わらないのに、受信電力が大きくなれば基地局装置１は、例えばレベル１の利得を持つ指向性ビーム制御を行なっていると推定する。送信電力の検出を削った手順のときは、基地局が同一の送信電力が送信しているという約束（ないしは仮定）から、同様に指向性ビーム制御の有無を判断できる。
【００７６】
同様に、ビーコンフレームの送信電力情報が「３」で、その受信電力が「２」であったとする。そして、オーセンティケーションフレームの送信電力情報が「４」で、その受信電力が「４」であったとする。このように、基地局装置１の送信電力が「１」だけ大きくなっているが、受信電力は「２」大きくなるといった送信電力の変化の度合いと、受信電力の変化の度合いが対応しないときも、基地局装置１は、例えばレベル１の利得を持つ指向性ビーム制御を行なっていると推定する。
【００７７】
また、ビーコンフレームの送信電力情報が「３」で、その受信電力が「２」であったとする。そしてオーセンティケーションフレームの送信電力情報が「４」で、その受信電力が「３」であったとする。このとき、基地局装置１の送信電力が「１」だけ大きくなったのに伴い、受信電力も「１」だけ大きくなっており、送信電力の変化の度合いと、受信電力の変化の度合いが対応している。このときは、基地局装置１での送信電力制御があって、受信電力もそれに対応して変化しているので、基地局装置１は指向性アンテナを用いた指向性ビーム制御をしていないと推定できる。
【００７８】
なお、２つ以上のビーコンフレーム、２つ以上のオーセンティケーションフレームの受信結果から推定することにより、推定の精度を向上させることができる。
【００７９】
なお、上記ステップＳ２０１で基地局装置１で指向性ビーム制御が行なわれていると判断されたら、次に基地局装置１で端末装置（ＳＴＡ）４−１向けに指向性が十分絞られていてＳＤＭＡが可能な十分強いアンテナビームであるか否かを判断する。すなわち、上記のようにして推定された、指向性ビームの利得のレベルが、例えば所定レベル以上のとき（ステップＳ２０２）、ビーム利得推定部１０５は、例えばSDMAが可能であると判断する（ステップＳ２０３）。
【００８０】
例えば、ここでは、１レベル以上の指向性ビームの利得があれば、基地局装置１での絞り具合がＳＤＭＡを行なうのに十分であると判断する（ＳＤＭＡが可能であると判断する）。
【００８１】
なお、ステップＳ２０２は必ずしも必要な判断ではなく、なくてもよい。この場合は、ステップＳ２０１で基地局装置１が指向性ビーム制御を行なっていると判断したときは、ステップＳ２０２、ステップＳ２０３をスキップして、ステップＳ２０４へ進む。
【００８２】
ステップＳ２０３で、ビーム利得推定部１０５が上記のようにして、ＳＤＭＡが可能であると判断したときには、ステップＳ２０４へ進み、送信電力制御部１０６は、基地局装置１宛のデータの送信電力を予め定められたレベルだけ下げて、好ましくは、基地局装置１宛のデータの送信電力を必要最小限に設定する。すなわち、好ましくは、基地局装置１が受信可能な範囲で十分小さい値に設定する。
【００８３】
図７の説明に戻り、ステップＳ１０７で、図８に従って送信電力制御が行なわれて、新たな送信電力が設定されたときは、その設定された送信電力をその後の基地局装置１宛のデータ送信の際の送信電力として用いる。
【００８４】
オーセンティケーションが正常に終了すると、次にＩＥＥＥ８０２．１１の規定に従えば、アソシエーションを行なう。すなわち、端末装置（ＳＴＡ）４−１の送信部１０７は、ステップＳ１０７で送信電力が設定されたときは、その設定された送信電力で、アソシエーションの開始を要求するためのアソシエーションリクエストフレームを基地局装置１宛に送信する（ステップＳ１０８）。
【００８５】
アソシエーションリクエストフレームを正常に受信した基地局装置１はその応答として、アソシエーションレスポンスフレームを端末装置（ＳＴＡ）４−１宛に送信する（ステップＳ１０９）。アソシエーションが正常に終了すると、アクセス制御フェーズが終了して、図６のステップＳ６の通信モードで基地局装置１との間でデータフレームの送受信が行なわれる（ステップＳ１１０）。
【００８６】
次に、図９を参照して、共有鍵（shared key）のオーセンティケーションをする場合について説明する。なお、図７と同一部分には同符号を付し、異なる部分について説明する。すなわち、共有鍵のオーセンティケーションの場合、端末装置（ＳＴＡ）４−１は、ステップＳ１０５で、ＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレームを受信した後、ＡＴＳＮ＝３のオーセンティケーションフレームを基地局装置１宛に送信する（ステップＳ１５１）。その際、当該基地局装置１へ向けたデータ送信の際に送信電力制御部１０６で以前に設定された送信電力があるときは、その送信電力でＡＴＳＮ＝３のオーセンティケーションフレームを送信する。そうでないときは、予め定められたデフォルトの送信電力で送信するようにしてもよい。
【００８７】
ＡＴＳＮ＝３のオーセンティケーションフレームを受信した基地局装置１は、そのときの受信電力などを基に、端末装置（ＳＴＡ）４−１へ向ける指向性ビームを設定し直す（ステップＳ１５２）。すなわち、端末装置（ＳＴＡ）４−１の存在する方向対応の上記重み係数を設定し直す。
【００８８】
基地局装置１は、この設定された指向性ビームを用いて端末装置（ＳＴＡ）４−１宛に、ＡＴＳＮ＝４のオーセンティケーションフレームを送信する（ステップＳ１５３）。
【００８９】
このＡＴＳＮ＝４のオーセンティケーションフレームには、上述したように送信電力情報が含まれていても良い。
【００９０】
アンテナ１００を介して受信したデータが受信データ種別検出部１０３でＡＴＳＮ＝４のオーセンティケーションフレームであると判断したときは、ビーム利得推定部１０５には受信電力測定部１０２で測定された当該フレームの受信電力と、送信電力検出部１０４により当該フレームから抽出された、あるいはＡＴＳＮ＝４のオーセンティケーションフレーム対応にあらかじめ記憶していた送信電力情報が入力される（ステップＳ１５４）。
【００９１】
このとき、ビーム利得推定部１０５と送信電力制御部１０６は図７のステップＳ１０２で得た、受信したビーコンフレームの受信電力と送信電力情報と、上記ステップＳ１５４で得た、ＡＴＳＮ＝４のオーセンティケーションフレームの受信電力と送信電力情報とを用いて図８に示すような処理を行ない送信電力の設定を行なう（ステップＳ１５５）。
【００９２】
以後は図７のステップＳ１０８以降の処理動作と同様である。
【００９３】
次に、図１０を参照して、端末装置（ＳＴＡ）４−１がオーセンティケーションの際ではなく、アソシエーションの際に送信電力制御を行なう場合について説明する。なお、図７と同一部分には同符号を付し、異なる部分について説明する。すなわち、端末装置（ＳＴＡ）４−１は、ステップＳ１０５で、ＡＴＳＮ＝２のオーセンティケーションフレームを受信した後、ステップＳ１０６、ステップＳ１０７をスキップして、ステップＳ１０８へ進み、アソシエーションの開始を要求するためのアソシエーションリクエストフレームを基地局装置１宛に送信する（ステップＳ１０８）。アソシエーションリクエストフレームを正常に受信した基地局装置１は、その応答としてアソシエーションレスポンスフレームを端末装置（ＳＴＡ）４−１宛に送信する（ステップＳ１１０）。
【００９４】
このアソシエーションレスポンスフレームには前述したオーセンティケーションフレームの場合と同様に、送信電力情報が含まれていても良い。
【００９５】
アンテナ１００を介して受信したデータがアソシエーションレスポンスフレームであると受信データ種別検出部１０３が判断したときは、受信電力測定部１０２で測定された当該フレームの受信電力と、送信電力検出部１０４により当該フレームから抽出された、あるいはアソシエーションレスポンスフレーム対応に予め記憶しておいた送信電力情報がビーム利得推定部１０５に入力される（ステップＳ１６１）。
【００９６】
このとき、ビーム利得推定部１０５と送信電力制御部１０６は、ステップＳ１０２で得た、受信したビーコンフレームの受信電力と送信電力情報と、上記ステップＳ１６１で得た、アソシエーションレスポンスフレームの受信電力と送信電力情報とを用いて、図８に示すような処理を行ない、送信電力の設定を行なう（ステップＳ１６２）。
【００９７】
アソシエーションが正常に終了すると、アクセス制御フェーズが終了して図６のステップＳ６の通信モードで基地局装置１との間でデータフレームの送受信が行なわれる（ステップＳ１６３）。
【００９８】
アソシエーションリクエストフレームを受信した基地局装置１は、そのときの受信電力などを基に、端末装置（ＳＴＡ）４−１へ向ける指向性ビームを設定する（ステップＳ１０９）。そしてアソシエーションレスポンスフレームを端末装置（ＳＴＡ）４−１宛に送信する（ステップＳ１１０）。なお、ステップＳ１０４およびＳ１０９は両方あってもよいし、片方のみでもよい。
【００９９】
以上説明したように、上記第１の実施形態によれば、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは、基地局装置１がブロードキャストで送信するデータを受信した際の受信電力と、基地局装置１がユニキャストで送信するデータを受信した際の受信電力とから、基地局装置１で指向性ビーム制御を行なっているか否かを判断する（指向性ビーム制御を行なっていると判断した際には、さらに、指向性の絞り具合がＳＤＭＡを行なうのに十分であるか否かを判断する）。基地局装置１が（ＳＤＭＡを行なうのに十分な指向性の絞り具合で）指向性ビーム制御を行なっていると判断したときには、以後の基地局装置１宛のデータ送信のための送信電力を、好ましくは、必要最小限に設定し直すことにより、例えば端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝２，３）の通信に対して干渉となることを削減できる。
【０１００】
また、端末装置（ＳＴＡ）４−１が上記のように送信電力制御を行なうことにより、端末装置（ＳＴＡ）４−１が上記のような送信電力制御を行なわない場合と比較して、他の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝２，３）がキャリアセンスする際に、端末装置（ＳＴＡ）４−１から基地局装置１に向けての送信信号の受信電力が十分小さいため、無線媒体がビジーであると検知される場合が少なくなる。すなわち、他の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝２，３）において、端末装置（ＳＴＡ）４−１から基地局装置１への通信信号の受信電力を検知しない場合、他の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝２、３）はＩＥＥＥ８０２．１１に規定されているＮＡＶ(Network Allocation Vector)を設定することがない（ＮＡＶが設定されると、端末装置はＮＡＶにて指定された時間、基地局装置１へのアクセスを控えることになる）。また、基地局装置１も、端末装置（ＳＴＡ）４−１との間の通信に対して隠れ端末問題への対策としてのＮＡＶを当該他の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝２，３）で設定させるために、端末装置（ＳＴＡ）４−１との通信に用いる指向性ビームと分離した他の指向性ビームを用いて端末装置（ＳＴＡ）４−１に対して送信するデータを端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝２，３）に送信する必要が無い。
【０１０１】
従って、基地局装置１は、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝１乃至３）とＳＤＭＡが可能となり、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉが上記送信電力制御を行なわない場合と比較して多重接続数を増加させることができる。
【０１０２】
なお、上記第１の実施形態の受信データ種別検出部１０３は、受信したフレームデータが、基地局装置１が指向性ビーム制御を行なっているならば無指向性パターンで送信するであろうブロードキャストのフレームデータであるか、あるいは基地局装置１が指向性ビーム制御を行なっているならば指向性ビームを形成して送信するであろうユニキャストのフレームデータであるかを識別するためのものである。その際、受信データ種別検出部１０３は、受信部１０１で得たＭＡＣフレーム中のタイプＦ１ａとサブタイプＦ１ｂとデータフィールドＦ４である情報を抽出して、これらから受信したフレームデータの種別、すなわち、ブロードキャストされるビーコンフレームであるか、ユニキャストされるオーセンティケーションフレーム／アソシエーションフレームであるかを識別していた。
【０１０３】
基地局装置１が指向性ビーム制御を行なっているか否かの判断を行なうため、ブロードキャストのフレームデータとユニキャストのフレームデータとを識別するには、上記手法の他、基地局装置１から送信されるフレームデータ中の宛先アドレスをチェックすることによっても可能である。すなわち、受信データ種別検出部１０３は図５（ａ）に示したＭＡＣフレームの宛先アドレス（ＤＡ）をチェックして、ブロードキャストアドレスである場合にはブロードキャストされるフレームとして場合はビーコンフレームであり、自装置のアドレスを指定してある場合には、ユニキャストされるフレームと判断することもできる。この場合も、ブロードキャストされたフレームかユニキャストされたフレームかの受信データ種別を検出することができ上記同様に実現可能である。
【０１０４】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉが送信電力制御を行なう場合について説明したが、第２の実施形態では、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉがキャリアセンスレベルを制御する場合について説明する。
【０１０５】
この場合も基本的には第１実施形態と同様であり、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは、基地局装置１がブロードキャストで送信するデータを受信した際の受信電力と、基地局装置１がユニキャストで送信するデータを受信した際の受信電力とから、基地局装置１で指向性ビーム制御を行なっているか否かを判断する（指向性ビーム制御を行なっていると判断した際には、さらに、指向性の絞り具合がＳＤＭＡを行なうのに十分であるか否かを判断する）。基地局装置１が（ＳＤＭＡを行なうのに十分な指向性の絞り具合で）指向性ビーム制御を行なっていると判断したときには、以後の自装置のキャリアセンスレベルを上げる方向に設定し直し、必要最小限にキャリアセンスの感度を抑えるように調節する。
【０１０６】
図１１は、第２実施形態に係わる端末装置（ＳＴＡ）４−ｉの要部の構成例を示したもので、図４と同一部には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。すなわち、図１１において、キャリアセンス制御部１０９が新たに追加されている。
【０１０７】
キャリアセンス制御部１０９は、ビーム利得推定部１０５によりＳＤＭＡが可能と判断したときは、自装置のＣＳＭＡにおけるキャリアセンスレベルをその機能が損なわれない程度に高く設定し、キャリアセンスの感度を抑えるように調節する。なお、キャリアセンスレベルを上げたり下げたりするための回路は公知である。
【０１０８】
キャリアセンス制御部１０９でキャリアセンスレベルを設定するタイミングは、第１実施形態の送信電力制御の場合と同様である。すなわち、図７のステップＳ１０７、図９のステップＳ１５５、図１０のステップＳ１６２での送信電力の設定と同時に、あるいは、送信電力の設定に代えて、キャリアセンス制御部１０９がキャリアセンスレベルを設定する。
【０１０９】
図１２はキャリアセンスレベル制御手順を説明するためのフローチャートである。なお、図８と同一部分には同一符号を付し、異なる部分について説明する。
【０１１０】
ビーム利得推定部１０５は、図７のステップＳ１０６、図９のステップＳ１５４、図１０のステップＳ１６１では、図８で説明したように、基地局装置１がブロードキャストで送信するデータを受信した際の受信電力と当該受信データ対応の送信電力情報と、基地局装置１がユニキャストで送信するデータを受信した際の受信電力と当該受信データ対応の送信電力情報とから、基地局装置１で指向性ビーム制御を行なっているか否かを判断する。指向性ビーム制御を行なっていると判断したときは、さらに、基地局装置１での指向性の絞り具合が、ＳＤＭＡを行なうのに十分であるか否かを判断する。例えば指向性ビームの利得のレベルが、所定レベル以上のとき、ＳＤＭＡが可能であると判断する（ステップＳ２０１乃至ステップＳ２０３）。なお、第１の実施形態の場合と同様、ステップＳ２０２乃至ステップＳ２０３の判断処理はなくてもよい。この場合は、ステップＳ２０１で、基地局装置１が指向性ビーム制御を行なっていると判断したときは、ステップＳ２０２、ステップＳ２０３をスキップして、ステップＳ２０５へ進む。
【０１１１】
ステップＳ２０３で、ＳＤＭＡが可能であるとビーム利得推定部１０５が判断したときには、キャリアセンス制御部１０９は、自装置のキャリアセンスレベルを例えば、あらかじめ定められたレベルだけ上げて、キャリアセンスの感度を抑えるように設定する（ステップＳ２０５）。以後この設定されたキャリアセンスレベルを用いてキャリアセンスを行なう。
【０１１２】
以上説明したように、上記第２の実施形態によれば、端末装置（ＳＴＡ）４−１は基地局装置１がブロードキャストで送信するデータを受信した際の受信電力と、基地局装置１がユニキャストで送信するデータを受信した際の受信電力とから、基地局装置１で指向性ビーム制御を行なっているか否かを判断する。（指向性ビーム制御を行なっていると判断した際には、さらに、指向性の絞り具合がＳＤＭＡを行なうのに十分であるか否かを判断する）。基地局装置１が（ＳＤＭＡを行なうのに十分な指向性の絞り具合で）指向性ビーム制御を行なっていると判断したときには、自装置のキャリアセンスレベルを上げて、好ましくはキャリアセンスの感度を最小限度抑える。そうすることにより、その後のキャリアセンスの際に、自装置の近傍に存在する自装置以外の他の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝２、３）が基地局装置１との通信の際に発する電波を検知することが少なくなる。従って、端末装置（ＳＴＡ）４−１は、当該他の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉが存在しないとして送信動作を開始するので、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定されているＮＡＶ(Network Allocation Vector)を設定することがない（ＮＡＶが設定されると、端末装置はＮＡＶにて指定された時間、基地局装置１へのアクセスを控えることになる）。また、基地局装置１も、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝１乃至３）間でＮＡＶを設定させるために、分離した指向性ビームを用いてそれぞれの端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝１乃至３）に対して送信するデータを他の端末装置（ＳＴＡ）４−ｊ（ｊ＝１乃至３）に送信する必要は無い。但し、この説明での送信先のアドレスは排他的になる。例えば最初の送信先が端末装置１なら、次に示してある送信先は端末装置２と３になる。
【０１１３】
従って、基地局装置１は、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（ｉ＝１乃至３）とＳＤＭＡが可能となり、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉが上記キャリアセンスレベル制御を行なわない場合と比較して多元接続数を増加させることができる。
【０１１４】
なお、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは、図１１に示したように、上記キャリアセンス制御部１０９と前述した送信電力制御部１０６を合わせ持ち、キャリアセンスレベルと、送信電力とをもとに制御するようにしてもよいし、いずれか一方のみを制御するようにしてもよい。いずれであっても、本発明の要旨を逸脱するものではない。
【０１１５】
また、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは、上記キャリアセンス制御部１０９と前述した送信電力制御部１０６のいずれか一方のみを持つような構成であってもよい。
【０１１６】
（第３実施形態）
ＩＥＥＥ８０２．１１ではＲＴＳ（request to send）／ＣＴＳ（clear to send）というアクセス制御方式を定めている。これは図５（ａ）と異なり、（但し、ＭＡＣヘッダ部はＲＴＳではフレームコントロールＦ１、Duration ID、ＲＡ、ＴＡとなり、ＣＴＳではフレームコントロールＦ１、Duration ID、ＲＡとなり、共にフレームボディＦ４は無い。）ＭＡＣフレームにおける制御フレームを使って送信権を確保する方法である。なお、ＲＴＳ／ＣＴＳ制御では、ＲＴＳフレームとＣＴＳフレームを用いるが、ＲＴＳフレームであるか、ＣＴＳフレームであるかはＭＡＣヘッダーにあるフレームコントロールＦ１中のタイプＦ１ａとサブタイプＦ１ｂで判断することができる。
【０１１７】
このＲＴＳ／ＣＴＳ制御方式を図１の無線通信システムにも適用可能である。この場合、無線基地局１が端末装置（ＳＴＡ）４−ｉからＲＴＳフレームを受信すると、その応答として当該端末装置（ＳＴＡ）４−ｉに返すＣＴＳフレームは当該端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ向けに設定された指向性ビームを用いて送信される。そこで、この点に着目し、上記第１、第２実施形態と同様にして、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉでは受信したビーコンフレームの受信電力、受信したＣＴＳフレームの受信電力とから、送信電力や、キャリアセンスレベルの制御を行なう。
【０１１８】
それ以外は、前述の第１、第２実施形態とほぼ同様であるので、以下、簡単に第３実施形態について説明する。
【０１１９】
送信要求の生じた端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（例えば端末装置（ＳＴＡ）４−１）は、基地局装置１に対し、ＲＴＳフレームを送信する。その際、当該基地局装置１へ向けたデータ送信の際に送信電力制御部１０６で以前に設定された送信電力があるときは、その送信電力でＲＴＳフレームを送信する。そうでないときは、予め定められたデフォルトの送信電力で送信するようにしてもよい。
【０１２０】
基地局装置１は、ＲＴＳフレームを受信すると、そのときの受信電力などを基に、端末装置（ＳＴＡ）４−１へ向ける指向性ビームを設定する。すなわち、端末装置（ＳＴＡ）４−１の存在する方向対応の上記重み係数を設定する。
【０１２１】
基地局装置１は、この設定された指向性ビームを用いて端末装置（ＳＴＡ）４−１宛に、ＣＴＳフレームを送信する。このＣＴＳフレームには、前述のオーセンティケーションの場合と同様、送信電力情報が含まれていても良い。
【０１２２】
アンテナ１００を介して受信したデータが受信データ種別検出部１０３でＣＴＳフレームであると判断したときは、ビーム利得推定部１０５には、受信電力測定部１０２で測定された当該フレームの受信電力と、送信電力検出部１０４により当該フレームから抽出されたあるいは、ＣＴＳフレーム対応に予め記憶しておいた送信電力情報が入力される。これは基地局が指向性ビームを設定しない場合あるいは基地局での１回目の指向性ビームの指向角が予め（比較的広く）決まっていて端末装置にとって既知のときに可能である。
【０１２３】
このときビーム利得推定部１０５と送信電力制御部１０６は、上記ＣＴＳフレームの受信電力と、例えば図７のステップＳ１０２で得た、受信したビーコンフレームの受信電力とを用いて、図８に示したような処理を行ない、送信電力の設定を行なう。
【０１２４】
あるいは、図１２に示したような処理を行ないキャリアセンスレベルの設定を行なう。
【０１２５】
上記の説明は、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉから基地局装置１へＲＴＳフレームを送信する場合であるが、逆に基地局装置１から端末装置（ＳＴＡ）４−ｉへＲＴＳフレームを送信する場合もある。
【０１２６】
次に、基地局装置１から端末装置（ＳＴＡ）４−ｉへＲＴＳフレームを送信する場合を説明する。
【０１２７】
この場合、基地局装置１は以前に通信相手とする端末装置（ＳＴＡ）４−ｉから送信されてきたフレームデータを受信したことがあるときは、そのときの受信電力などを基に、当該端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ向けに指向性ビームを設定してＲＴＳフレームを送信する。
【０１２８】
そこで、この点に着目し、上記第１、第２実施形態と同様にして、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉでは、受信したビーコンフレームの受信電力、受信したＲＴＳフレームの受信電力とから、送信電力や、キャリアセンスレベルの制御を行なうこともできる。
【０１２９】
すなわち、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉがアンテナ１００を介して受信したデータが受信データ種別検出部１０３で、ＲＴＳフレームであると判断したときは、ビーム利得推定部１０５には、受信電力推定部１０２で測定された当該フレームの受信電力と、送信電力検出部１０４により当該フレームから抽出された、あるいはＲＴＳフレーム対応に予め記憶しておいた送信電力情報が入力される。但し上述したようにこれは基地局が指向性ビームを設定しない場合あるいは基地局での１回目の指向性ビームの指向角が予め（比較的広く）決まっていて端末装置にとって既知のときに可能である。
【０１３０】
このとき、ビーム利得推定部１０５と送信電力制御部１０６は、上記ＲＴＳフレームの受信電力と送信電力情報と、例えば図７のステップＳ１０２で得た受信したビーコンフレームの受信電力と送信電力情報とを用いて、図８に示したような処理を行ない、送信電力の設定を行なう。
【０１３１】
これと同時に、図１２に示したような処理を行ない、キャリアセンスレベルの設定を行なっても良い。
【０１３２】
あるいは送信電力の設定とキャリアセンスレベルの設定を同時に行なうようにしてもよい。
【０１３３】
端末装置（ＳＴＡ）４−ｉで、上記のようにして送信電力制御が行なわれて、新たな送信電力が設定されたときは、その設定された送信電力で、基地局装置１宛にＣＴＳフレームを送信する。
【０１３４】
基地局装置１は、ＣＴＳフレームを受信すると、そのときの受信電力などから、当該端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ向けの指向性ビームを設定し直し、その後の当該端末装置（ＳＴＡ）４−ｉとの通信に用いる。
【０１３５】
このようにして、上記第３の実施形態の場合も、第１、第２の実施形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【０１３６】
上記第１乃至第３実施形態で説明したように、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉのそれぞれが、基地局装置１との通信のために送信電力やキャリアセンスレベルを制御することにより、以下に示すような通信形態も可能である。
【０１３７】
すなわち、第１乃至第３実施形態の説明では、基地局装置１は１つの指向性ビームで１つの端末装置（ＳＴＡ）４−ｉと通信を行なう場合について説明したが、図１３に示すように基地局装置１は、１つの指向性ビームで複数の端末装置（図１３では、端末装置（ＳＴＡ）４−１、４−２）と通信を行なうようにしてもよい。
【０１３８】
例えば、端末装置（ＳＴＡ）４−１への指向性ビームと類似するパターンを有することとなる他の端末装置（例えば、端末装置（ＳＴＡ）４−２）が存在する場合、基地局装置１は、端末装置（ＳＴＡ）４−１への指向性ビーム３−４を当該他の端末装置（ＳＴＡ）４−２にも共通に割当てる。この場合、基地局装置１から１つの指向性ビーム３−４を共通に割当てられた端末装置（ＳＴＡ）４−１、４−２では、基地局装置１と、同じ指向性ビームを共有することを前提としたＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセス権を取得することになる。
【０１３９】
図１３に示したような形態の適用時においても、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉのそれぞれが、基地局装置１との通信のために、送信電力やキャリアセンスレベルを制御することにより、基地局装置１から上記指向性ビーム３−４とは異なる指向性ビーム３−５を割当てられた端末装置（ＳＴＡ）４−３への端末装置（ＳＴＡ）４−１、４−２からの干渉、あるいは基地局装置１から指向性ビーム３−５を割当てられた端末装置（ＳＴＡ）４−３へ向けて送信された信号の端末装置（ＳＴＡ）４−１、４−２への干渉を低め、基地局装置１は、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉとＳＤＭＡが可能となり、また、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ側で送信電力やキャリアセンスレベルの制御を行なわない場合と比較して、多元接続数を増加させることができる。
【０１４０】
また、第１乃至第３の実施形態で説明した無線通信システムは、１つのアクセスポイントとしての基地局装置（ＡＰ）１とそこに接続する複数の無線クライアントとしての無線端末装置（ＳＴＡ）４−１乃至４−３からなる１つのＢＳＳで構成されていたが、この場合に限らず、図１４に示したようにアクセスポイントとしての基地局装置が複数存在し、（ここでは、例えば２つの基地局装置１−１、１−２）、複数のＢＳＳ（ここでは、例えば第１のＢＳＳと第２のＢＳＳの２つ）からなる無線通信システムにも、この発明は適用可能である。
【０１４１】
この場合においても、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ（例えば図１４では、端末装置（ＳＴＡ）４−１、４−２、４−１０、４−１１）のそれぞれが、基地局装置１−１あるいは基地局装置１−２との通信のために、送信電力やキャリアセンスレベルを制御することにより、基地局装置１は、複数の端末装置（ＳＴＡ）４−ｉとＳＤＭＡが可能となり、また端末装置（ＳＴＡ）４−ｉ側で送信電力やキャリアセンスレベルの制御を行なわない場合と比較して、多元接続数を増加させることができる。
【０１４２】
なお、端末装置（ＳＴＡ）４−ｉは、図６の受信モード（ステップＳ２）、オーセンティケーション（ステップＳ４）、アソシエーション（ステップＳ５）、通信モード（ステップＳ６）、ディスアソシエーション（ステップＳ７）、ディオーセンティケーション(ステップＳ８）のいずれにおいても、原理的にはビーコンフレームを受信することができるので、その後に自装置宛に送信された（ユニキャスト）のフレームを受信したのであれば、図８、図１２に示した送信電力制御やキャリアセンスレベル制御はいつでも行なえる。
【０１４３】
なお、本願発明は、上記各実施形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合せて実施してもよく、その場合組み合わされた効果が得られる。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【０１４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＣＳＭＡ方式にＳＤＭＡ方式を適用した場合に、基地局装置と複数の無線端末装置との間で効率のよいデータ送受信を行なうことができる無線端末通信システムおよび無線端末装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わる無線通信システムである無線ＬＡＮシステムの構成例を示す図である。
【図２】基地局装置の構成例を示した図である。
【図３】アダプティブアレイアンテナの構成例を示した図である。
【図４】無線端末装置の構成例を示した図である。
【図５】ＩＥＥＥ８０２．１１に規定されているＭＡＣフレームについて説明するための図である。
【図６】無線端末装置の処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】無線端末装置と基地局装置との間でデータを送受信する際の送信電力制御手順について説明するための図である。
【図８】無線端末装置の送信電力制御手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】無線端末装置と基地局装置との間でデータを送受信する際の送信電力制御手順について説明するための図で、共有鍵（Shared key）のオーセンティケーション(authentication)をする場合を示す図である。
【図１０】無線端末装置と基地局装置との間でデータを送受信する際の送信電力制御手順について説明するための図で、アソシエーション(association)の際に送信電力制御を行なう場合を示す図である。
【図１１】無線端末装置の他の構成例を示す図である。
【図１２】無線端末装置のキャリアセンスレベルの制御手順を説明するためのフローチャートである。
【図１３】１つの基地局装置１が１つの指向性ビームで複数の端末装置と通信を行なう場合を説明するための図である。
【図１４】複数のＢＳＳからなる無線通信システムの構成を概略的に示した図である。
【符号の説明】
１、１−１、１−２・・・基地局装置
２・・・アダプティブアレイアンテナ
３−１〜３−５・・・アンテナビーム
４−１〜４−３、４−１０、４−１１・・・端末装置（無線端末装置）
５・・・バックボーン網
１１−１〜１１−３・・・受信機
１２−１〜１２−３・・・送信機
１３・・・受信制御部
１４・・・送信制御部
３０−１〜３０−３・・・アンテナ素子
３１−１〜３１−３・・・送受切換スイッチ
３２−１〜３２−３・・・低雑音増幅器
３３−１〜３３−３・・・ダウンコンバータ
３４−１〜３４−３・・・分配器
３５−１〜３５−３・・・受信ビーム形成回路
３６−１〜３６−３・・・送信ビーム形成回路
３７−１〜３７−３・・・合成器
３８−１〜３８−３・・・アップコンバータ
３９−１〜３９−３・・・高周波電力増幅器
４０・・・ビーム制御部
１００・・・アンテナ
１０１・・・受信部
１０２・・・受信電力測定部
１０３・・・受信データ種別検出部
１０４・・・送信電力検出部
１０５・・・ビーム利得推定部
１０６・・・送信電力制御部
１０７・・・送信部
１０８・・・情報処理部
１０９・・・キャリアセンス制御部
Claims (18)
- 基地局装置と複数の端末装置との間でデータの送受信を行なう無線通信システムにおいて、前記端末装置は、
前記基地局装置がデータを送信する際の送信電力と、前記基地局装置から送信されたデータを受信した際に測定した受信電力と、該受信したデータの種別とに基づき、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、および
前記判断手段による判断結果に応じて、該基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力を調節する調節手段と、
を具備したことを特徴とする無線通信システム。 - 基地局装置と複数の端末装置との間でＣＳＭＡ(Carrier Sense Multiple Access)によりデータの送受信を行なう無線通信システムにおいて、前記端末装置は、
前記基地局装置がデータを送信する際の送信電力と、前記基地局装置から送信されたデータを受信した際に測定した受信電力と、該受信したデータの種別に基づき、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、および前記判断手段の判断結果に基づいて前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力と、前記端末装置のキャリアセンスレベルのうち少なくともいずれか一方を調節する調節手段と、
を具備することを特徴とする無線通信システム。 - 基地局装置と複数の端末装置との間でデータの送受信を行なう無線通信システムにおいて、前記端末装置は、
前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに前記基地局装置から前記端末装置宛にユニキャストされた第２データを受信する受信手段と、
前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力とを基に、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、
前記基地局装置が前記指向性ビーム制御を行なっていると判断したときは、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力を調節する調節手段と、
を具備したことを特徴とする無線通信システム。 - 基地局装置と複数の端末装置との間でデータの送受信を行なう無線通信システムにおいて、前記端末装置は、
前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに前記基地局装置から前記端末装置宛にユニキャストされた第２データを受信する受信手段と、
前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記基地局装置が前記第１データを送信する際の送信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力と、前記基地局装置が前記第２データを送信する際の送信電力とを基に、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、
前記基地局装置が前記指向性ビーム制御を行なっていると判断したときは、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力を調節する調節手段と、
を具備したことを特徴とする無線通信システム。 - 前記調節手段は前記基地局装置が指向性ビームの制御を行なっていると判断したときは、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力をこの基地局装置が受信可能な必要最小限に設定することを特徴とする請求項３または４記載の無線通信システム。
- 前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したとき、さらに、基地局装置と空間分割多重接続が可能であるか否かを判断し、前記調節手段は、前記基地局装置が指向性ビームの制御を行ない、しかもこの基地局装置と空間分割多重接続が可能であると判断したときは、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力をこの基地局装置が受信可能な必要最小限に設定することを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。
- 基地局装置と複数の端末装置との間でＣＳＭＡ(Carrier Sense Multiple Access)方式にてデータの送受信を行なう無線通信システムにおいて、前記端末装置は、
前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに、前記基地局装置から前記端末装置にユニキャストされた第２データを受信する受信手段と、
前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力とを基に、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、および
前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したとき、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力と、前記端末装置のキャリアセンスレベルのうちの少なくともいずれか一方を調節する調節手段と、
を具備することを特徴とする無線通信システム。 - 基地局装置と複数の端末装置との間でＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）方式にてデータの送受信を行なう無線通信システムにおいて、前記端末装置は、
前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに、前記基地局装置から前記端末装置にユニキャストされた第２データを受信する受信手段と、
前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記基地局装置が前記第１データを送信する際の送信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力と、前記基地局装置が前記第２データを送信する際の送信電力とを基に、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、および
前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したとき、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力と、前記端末装置のキャリアセンスレベルのうちの少なくともいずれか一方を調節する調節手段と、
を具備することを特徴とする無線通信システム。 - 前記調節手段は、前記基地局が指向性ビームの制御を行なっていると判断したときは、自装置のキャリアセンスレベルをその機能が損なわれない程度に低く設定することを特徴とする請求項７または８記載の無線通信システム。
- 前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したとき、さらに、基地局装置と空間分割多重接続が可能であるか否か判断し、前記調節手段は、前記基地局装置が指向性ビームの制御を行ない、しかも、この基地局装置と空間分割多重接続が可能であると判断したときは、自装置のキャリアセンスレベルをその機能が損なわれない程度に低く設定することを特徴とする請求項７または８記載の無線通信システム。
- 基地局装置との間でデータの送受信を行なう無線端末装置であって、
前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに前記基地局装置から前記端末装置宛にユニキャストされる第２データを受信する受信手段と、
前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力とを基に前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、
前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したときは、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力を調節する調節手段と、
を具備したことを特徴とする無線端末装置。 - 基地局装置との間でデータの送受信を行なう無線端末装置であって、
前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに前記基地局装置から前記端末装置宛にユニキャストされる第２データを受信する受信手段と、
前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記基地局装置が前記第１データを送信する際の送信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力と、前記基地局装置が前記第２データを送信する際の送信電力とを基に前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、
前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したときは、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力を調節する調節手段と、
を具備したことを特徴とする無線端末装置。 - 前記調節手段は、前記基地局装置が指向性ビームの制御を行なっていると判断したときは、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力をこの基地局装置が受信可能な必要最小限に設定することを特徴とする請求項１１または１２記載の無線端末装置。
- 前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したとき、さらに基地局装置と空間分割多重接続が可能であるか否かを判断し、前記調節手段は、前記基地局装置が指向性ビームの制御を行ない、しかもこの基地局装置と空間分割多重接続が可能であると判断したときは、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力をこの基地局装置が受信可能な必要最小限に設定することを特徴とする請求項１１または１２記載の無線端末装置。
- 基地局装置との間で(Carrier Sense Multiple Access）方式にてデータの送受信を行なう無線端末装置であって、
前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに前記基地局装置から前記端末装置宛にユニキャストされる第２データを受信する受信手段と、
前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力とを基に、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、
前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したとき、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力と、前記端末装置のキャリアセンスレベルのうちの少なくともいずれか一方を調節する調節手段と、
を具備することを特徴とする無線端末装置。 - 基地局装置との間で(Carrier Sense Multiple Access)方式にてデータの送受信を行なう無線端末装置であって、
前記基地局装置からブロードキャストされる第１データを受信するとともに、前記基地局装置から前記端末装置宛にユニキャストされる第２データを受信する受信手段と、
前記第１データを受信した際に測定した受信電力と、前記基地局装置が前記第１データを送信する際の送信電力と、前記第２データを受信した際に測定した受信電力と前記基地局装置が前記第２データを送信する際の送信電力とを基に、前記基地局装置の指向性ビーム制御の有無を判断する判断手段と、
前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したとき、前記基地局装置向けにデータを送信する際の送信電力と、前記端末装置のキャリアセンスレベルのうちの少なくともいずれか一方を調節する調節手段と、
を具備することを特徴とする無線端末装置。 - 前記調節手段は、前記基地局装置が指向性ビームの制御を行なっていると判断したときは、自装置のキャリアセンスレベルをその機能が損なわれない程度に低く設定することを特徴とする請求項１５または１６記載の無線端末装置。
- 前記基地局装置が指向性ビーム制御を行なっていると判断したとき、さらに基地局装置と空間分割多重接続が可能であるか否かを判断し、前記調節手段は、前記基地局装置が指向性ビームの制御を行ない、しかも該基地局装置と空間分割多重接続が可能であると判断したときは、自装置のキャリアセンスレベルをその機能が損なわれない程度に低く設定することを特徴とする請求項１２記載の無線端末装置。
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