JP4444216B2

JP4444216B2 - 無線通信方法及びシステム

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Inventors: 清利光; 亜秀青木
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Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2010-03-31
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Also published as: JP2007208522A

Description

本発明は一つの無線基地局と複数の無線端末からなる無線通信システムに係り、特に特定のフレームの送信に空間分割多元接続（Space Division Multiple Access；ＳＤＭＡ）伝送を用いる無線通信方法及びシステムに関する。

無線基地局と無線端末との間で通信を行う無線通信システムとして、キャリアセンス多元接続（Carrier Sense Multiple Access；ＣＳＭＡ）を採用するＩＥＥＥ８０２．１１（ISO/IEC 8802-11:1999（E） ANSI/IEEE Std 802.11,1999 edition）規格の無線ＬＡＮが広く知られ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇとして既に実用化されている。ＩＥＥＥ８０２委員会では、例えばタスクグループｎ（ＴＧｎ）等においてＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮのさらなる高速化のための検討を行っている。ＴＧｎでは、複数の送信部と複数の受信部を用いる多入力・多出力（Multi Input Multi Output；ＭＩＭＯ）技術の応用が検討されている。ＭＩＭＯ技術は、帯域を犠牲にせずマルチパス環境下や干渉存在下においても到達距離、スループットの向上が可能となる。

一方、スループット向上のために複数のフレームをまとめて１つのフレームとして送信するアグリゲーション技術も検討されている。アグリゲーションによりオーバヘッドを削減でき、スループットの向上が可能となる。但し、アグリゲーションの対象は同一の無線端末から送信されるフレームのみであり、複数の無線端末が無線基地局に対して送信するフレームについてアグリゲーションを適用することはできない。

複数の無線端末が無線基地局に対して同一周波数を用いて同一時間にデータを送信することで伝送効率を上げる多重化技術として、空間分割多元接続（Space Division Multiple Access；ＳＤＭＡ）が知られている（引用文献１）。
特開２００３−５２０７９号公報

ＳＤＭＡは複数の無線端末が無線基地局にデータを送信する場合のスルーレートを向上させる上で有効であるが、特許文献１にはＳＤＭＡを実現するための具体的なフレーム構成は示されていない。すなわち、ＳＤＭＡを実現するためには複数の無線端末から無線基地局に至るそれぞれの伝搬路の応答（チャネル応答）を推定する処理、すなわちチャネル推定が必須であるが、特許文献１ではそのようなチャネル推定をいかにして行うかを示していない。

一方、将来ＳＤＭＡが普及するとしても、当面はＳＤＭＡ対応無線端末とＳＤＭＡ非対応無線端末が共存する可能性がある。このようなＳＤＭＡ対応無線端末とＳＤＭＡ非対応無線端末が共存するシステムについては、従来検討されていない。特に、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮのようなＣＳＭＡシステムでは、送受信のタイミングや送信フレームのフレーム長が無線端末毎に異なるため、ＳＤＭＡ対応無線端末とＳＤＭＡ非対応無線端末の共存は困難と考えられている。

本発明は、ＳＤＭＡを実現可能なフレーム構成により、アップリンク、すなわち複数の無線端末から無線基地局への送信時のスループットを向上させることを目的とする。

また、ＳＤＭＡ対応無線端末とＳＤＭＡ非対応無線端末の共存が可能なＳＤＭＡフレーム構成を提供することを目的とする。

本発明の一態様によると、無線基地局により指定された第１の無線端末は、前記無線基地局との間で同期をとるための同期フィールド、前記無線基地局が受信した信号に対する受信ゲインを制御するための第１ＡＧＣフィールド、前記無線基地局との間のチャネルの推定を行うための第１チャネル推定フィールド及び第１データフィールドを含む第１の送信フレームを前記無線基地局に送信し、前記第２の無線端末は、前記無線基地局が受信した信号に対する受信ゲインを制御するための第２ＡＧＣフィールド、前記無線基地局との間のチャネルの推定を行うための第２チャネル推定フィールド及び第２データフィールドを含む第２の送信フレームを前記無線基地局に送信する。ここで、第１チャネル推定フィールドと第２チャネル推定フィールドは異なるタイミングで送信される。

このようにＳＤＭＡ伝送時に各無線端末からのチャネル推定フィールドの送信タイミングをずらすことによって、無線基地局はＳＤＭＡ伝送において必要な各無線端末との間のチャネル推定が可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮを例にとって説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る無線システムの概略構成を示している。ここでは、インターネットのようなネットワークＮＷに接続された１台の無線基地局（アクセスポイントともいう）ＡＰに対して、３台の無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３が接続しているとする。

図２は、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３の具体例として、ＭＩＭＯ技術に基づく無線端末の構成を示している。複数のアンテナ１１に送受切替部１２を介して受信部１３及び送信部１４がそれぞれ接続される。ここでは、アンテナ１１、受信部１３及び送信部１４の数がそれぞれ４の場合の例を示したが、これに限定されない。

受信部１３は、無線基地局ＡＰから送信されかつアンテナ１１により受信された信号（受信フレームという）を送受切替部１２から受け取り、受信フレームの復調処理を行う。受信フレーム解析部１５は受信フレームの解析、例えば受信フレームの宛先判定や、フレーム種別判定を行う。送信フレーム生成部１６は送信フレームを生成し、送信部１４に送る。送信部１４は、送信フレームに対して変調処理を行う。変調後の送信フレームは送受切替部１２を介してアンテナ１１に供給され、アンテナ１１によって無線基地局ＡＰに送信される。

図３及び図４は、無線基地局ＡＰと無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３間でＳＤＭＡ伝送により通信を行う場合のフレーム交換例を示している。本実施形態におけるＳＤＭＡ伝送は、特に送達確認（Ａｃｋ）信号や音声信号のような比較的データ量の小さいデータフィールドを送信する場合に適している。

図３の例によると、まずダウンリンクでは無線基地局ＡＰが複数の無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３に対してポーリングフレームを送信してポーリングを行う。アップリンクでは、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３が無線基地局ＡＰからのポーリングフレームを受信してから一定の時間ΔＴ経過後に、同時にデータフレームＤａｔａ１，Ｄａｔａ２，Ｄａｔａ３をＳＤＭＡにより送信する。

図４の例によると、ダウンリンクでは無線基地局ＡＰが複数の無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３に対してデータフレームを送信する。アップリンクでは、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３が無線基地局ＡＰからのデータフレームを受信してから一定の時間ΔＴ経過後に、同時に送達確認信号Ａｃｋ１，Ａｃｋ２，Ａｃｋ３の送信をＳＤＭＡにより行う。

図３及び図４における時間ΔＴは、例えばＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮの場合、ＭＡＣプロトコル仕様で規定されるフレーム間のタイムインターバルであるＳＩＦＳ（Short Interframe Space）に相当する。

このように無線基地局ＡＰはポーリングフレームやデータフレームを送信し、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３はそれをトリガにしてＳＤＭＡ伝送を行う。無線基地局ＡＰが図３に示すポーリングフレームや図４に示すデータフレームを送信する場合の伝送方式は、通常の単一入力・単一出力（Single Input Single Output；ＳＩＳＯ）を用いてもよいし、ＭＩＭＯや空間分割多重（Space Division Multiplexing；ＳＤＭ）を用いてもよく、特に限定されない。送達確認信号の送信については、複数の受信データフレームの送達確認を１つのフレームで行うBlockAck（Group Ackとも呼ばれる）方式であってもよい。

次に、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３が無線基地局ＡＰに向けてＳＤＭＡで送信を行う場合の送信フレーム（ＳＤＭＡ伝送フレームという）構成の詳細について説明する。図５は、このようなＳＤＭＡフレームのフレーム構成の一例である。ここでは、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３のうちＳＴＡ１は無線基地局ＡＰによって指定された端末であるとする。無線基地局ＡＰによる無線端末ＳＴＡ１の指定は、明示的であってもよいし、間接的であってもよい。

図５のＳＤＭＡ伝送フレームのうち無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３から送信されるフレームは、それぞれ図３中のデータフレームＤａｔａ１，Ｄａｔａ２，Ｄａｔａ３、あるいは図４中の送達確認信号Ａｃｋ１，Ａｃｋ２，Ａｃｋ３に相当する。図６中のデータフィールドＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１でいうフレームボディに相当する。

無線基地局ＡＰによって指定された無線端末ＳＴＡ１は、まずＡＰとの間で時間同期（タイミング同期）及び周波数同期などの同期をとるための同期フィールドＳＹＮＣを送信し、次いで信号長情報と伝送速度情報とを含むフレーム構成指示フィールドＳＩＧを送信する。ここで信号長情報は、図５中のＳＴＦ１（ＳＴＦ２，ＳＴＦ３）とＬＴＦ１，ＬＴＦ２，ＬＴＦ３及びＤＡＴＡ１（ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３）の合計の信号長（時間長）を示す。伝送速度情報は、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３がＳＤＭＡ伝送フレームを送信する際の伝送速度を示す。フレーム構成指示フィールドＳＩＧは、信号長と伝送速度情報以外の情報として、例えば後述のガードインターバルやＬＴＦ数等の情報を含んでいてもよい。

全ての無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３は、無線端末ＳＴＡ１がフレーム構成指示フィールドＳＩＧを送信した後に、無線基地局ＡＰが受信信号に対する利得を自動利得調整（Auto Gain Control; ＡＧＣ）によって最適に調整するための信号、例えばショートトレーニングフィールド（Short Training Field；ＳＴＦ）（以下、ＡＧＣフィールドという）を同時に送信する。

その後、無線端末ＳＴＡ１のみがチャネル推定を行うための信号、例えばロングトレーニングフィールド（Long Training Field；ＬＴＦ）（以下、チャネル推定フィールドという）１を送信する。無線端末ＳＴＡ１がチャネル推定フィールドＬＴＦ１を送信する間、他の無線端末ＳＴＡ２，ＳＴＡ３は何も送信しない。無線端末ＳＴＡ１がＬＴＦ１を送信した後に無線端末ＳＴＡ２がＬＴＦ２を送信し、次いで無線端末ＳＴＡ２がＬＴＦ２を送信した後に無線端末ＳＴＡ３がＬＴＦ３を送信する。

最後に、無線端末ＳＴＡ３がチャネル推定フィールドＬＴＦ３を送信した後に、全ての無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３がデータフィールドＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３をＳＤＭＡにより同時に送信する。ここで、データフィールドＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３は、例えば図３で説明したデータフレームＤａｔａ１，Ｄａｔａ２，Ｄａｔａ３のペイロードまたは図４で説明した送達確認信号Ａｃｋ１，Ａｃｋ２，Ａｃｋ３のペイロードである。

図５のフレーム構成によると、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３からのチャネル推定フィールドＬＴＦ１，ＬＴＦ２，ＬＴＦ３の送信タイミングを時間的にずらすことにより、無線基地局ＡＰはＳＤＭＡ伝送において必要な、ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３の各々とＡＰ間のチャネル推定が可能となる。すなわち、仮に複数の無線端末から同時にチャネル推定フィールドが送信されると、これらが混在して無線基地局で同時に受信されるため、チャネル毎のチャネル推定ができなくなる。図５のようにチャネル推定フィールドＬＴＦ１，ＬＴＦ２，ＬＴＦ３を異なるタイミングで送信すれば、このような問題が解決される。

さらに、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３からのＡＧＣフィールドＳＴＦ１，ＳＴＦ２，ＳＴＦ３についてはそれぞれの送信タイミングを同時にすることにより、無線基地局ＡＰでは無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３がデータフィールドＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３を同時に送信したときの受信電力測定が可能になるため、データフィールドＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３に対するＡＧＣを効果的に機能させることができる。

図５において、ＳＤＭＡ伝送フレームがフレーム構成指示フィールドＳＩＧを含む理由、そしてＳＩＧを同期フィールドＳＹＮＣの後に送信する理由は、無線通信システムにおいてＳＤＭＡ対応無線端末とＳＤＭＡ非対応無線端末の共存を可能とするためである。同期フィールドＳＹＮＣとそれに続くフレーム構成指示フィールドＳＩＧは全ての無線端末で共通であり、ＳＤＭＡ非対応無線端末であっても理解できる。そこで、ＳＤＭＡ非対応無線端末はＳＤＭＡ対応無線端末から送信されるＳＤＭＡ伝送フレーム中のＳＩＧに含まれる信号長を解釈し、この信号長の期間はＳＤＭＡ伝送フレームのキャリアセンスの成否によらず送信を停止する。これによって、キャリアセンスが正しくなされなかった時でもフレーム衝突を防止できる。

送信フレームの多重化方式に直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing；ＯＦＤＭ）を用いた場合、ＯＦＤＭシンボルにマルチパス対策のためのガードインターバル（ＧＩ）を付加する。ガードインターバル長が大きいと、マルチパス耐性は高まる反面、ガードインターバルの分がオーバヘッドとなり、スループットは低下する。このため、利用する無線環境に応じてガードインターバル長を可変とすることが望ましい。

例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮの高スループット対応版として前述のＴＧｎ等で標準化のための作業が進められているＩＥＥＥ８０２．１１ｎ無線ＬＡＮでは、２種類のガードインターバル長を用意することが検討されている。このような複数種類のガードインターバル長をサポートする無線通信システムにおいてＳＤＭＡ伝送を行う場合は、大きなガードインターバル長を選択する。これにより無線基地局ＡＰと無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３間のそれぞれの伝播距離の差を吸収したり、各無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３においてＳＤＭＡ伝送フレームを送信する際のタイミング制御の精度を緩和したりすることができるため、装置の簡易化や低コスト化に効果的となる。

次に、無線端末ＳＴＡ１がチャネル推定フィールドＬＴＦ１を送信してからデータフィールドＤＡＴＡ１を送信するまでの時間、無線端末ＳＴＡ２がＡＧＣフィールドＳＴＦ２を送信してからチャネル推定フィールドＬＴＦ２を送信するまでの時間、及びＬＴＦ２を送信してからデータフィールドＤＡＴＡ２を送信するまでの時間の決め方について説明する。

無線端末ＳＴＡ１が無線基地局ＡＰから送信されるポーリングフレームの送信によりＳＤＭＡ伝送を行う場合、ポーリングフレームに記載された宛先アドレスの数が最大のＳＤＭＡ多重数（データフレーム多重数）である。無線端末ＳＴＡ１が無線基地局ＡＰから送信されるデータフレームの受信によりＳＤＭＡ伝送を行う場合、データフレームに記載された宛先アドレスの数が最大のＳＤＭＡ多重数（送達確認信号多重数）である。そこで、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３は受信フレーム解析部１５において受信フレームの宛先アドレスを解析することで、最大のＳＤＭＡ多重数を判断する。
各無線端末がＳＴＡ１として同期フィールドＳＹＮＣやフレーム構成指示フィールドＳＩＧを送信するのか、ＳＴＡ１以外として同期フィールドやフレーム構成指示フィールドＳＩＧを送信しないのかを判断できるように、無線基地局ＡＰは各無線端末に対してＳＴＡ１として動作するか、ＳＴＡ１以外として動作するかを通知する必要がある。このように明示的に通知しないまでも、無線基地局ＡＰは無線端末がＳＴＡ１として動作するか、ＳＴＡ１以外として動作するかを判断できるような情報を各無線端末に提供する必要がある。以下、その例を示す。

無線端末がＳＤＭＡ伝送を行うためのトリガとするために、無線基地局ＡＰは図６のようなフレーム構成のフレーム（以下、ＳＤＭＡトリガフレームという）を送信する。図６において、送信元アドレス（Source Address；ＳＡ）はＳＤＭＡトリガフレームの送信者である無線基地局ＡＰのＭＡＣアドレスであり、宛先アドレス（Destination Address；ＤＡ）１，ＤＡ２，ＤＡ３はＳＤＭＡトリガフレームの宛先となる無線端末のＭＡＣアドレスである。ここでは、３台の無線端末宛のＳＤＭＡトリガフレームを送信する場合の例を示しているが、これに限定されるものではない。ペイロード（Payload）１，２，３は、３台の無線端末宛の各ペイロードである。３つのペイロード１，２，３を分離して、それぞれどの無線端末宛であるかを判断するための制御情報も必要となってくるが、ここでは説明を省略する。当該ＳＤＭＡトリガフレームがポーリングフレームの場合、ペイロードはなくともよい。

無線基地局ＡＰは、図６のＳＤＭＡトリガフレームを構成する際、ＳＴＡ１としての動作を期待する無線端末のＭＡＣアドレスを宛先アドレスＤＡ１として、ソースアドレスＳＡの直後、すなわち宛先アドレス群の先頭に付加する。同様に、ＳＴＡ２としての動作（例えば、図５のようにＬＴＦ１の後にＬＴＦ２を送信する）を期待する無線端末のＭＡＣアドレスを宛先アドレスＤＡ２とし、同様にＳＴＡ３としての動作（例えば、図５のようにＬＴＦ２の後にＬＴＦ３を送信する）を期待する無線端末のＭＡＣアドレスを宛先アドレスＤＡ３とする。

このように無線基地局ＡＰが図６に示したようなフレーム構成のＳＤＭＡトリガフレームを送信することにより、各無線端末に対してＳＤＭＡ伝送における動作方法（ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３のいずれとして動作するか）を通知する。ここでは、宛先アドレスＤＡ１，ＤＡ２，ＤＡ３の設定順により各無線端末のＳＤＭＡ伝送における動作方法を通知する方法を示したが、別の方法でもよい。

例えば、ＭＡＣアドレスに１ビットのＳＤＭＡ動作識別子を追加し、ＳＴＡ１としての動作を期待する無線端末のＭＡＣアドレスのＳＤＭＡ動作識別子に“１”をセットし、ＳＴＡ１以外の動作を期待する無線端末のＭＡＣアドレスのＳＤＭＡ動作識別子に“０”をセットする方法でもよい。

ＬＴＦ送信タイミング指示フィールドやデータ送信タイミング指示フィールドを設けて、例えばＡＧＣフィールドＳＴＦ２を送信してからチャネル推定フィールドＬＴＦ２を送信するまでの待ち時間をＬＴＦ送信タイミング指示フィールドにより通知してもよい。

ＬＴＦ２を送信してからデータを送信するまでの待ち時間、あるいはＳＴＦ２を送信してからデータフィールドを送信するまでの待ち時間をデータ送信タイミング指示フィールドにより通知してもよい。

図７は、ＳＤＭＡトリガフレームのフレーム構成の別の例を示している。全体ＭＡＣヘッダの宛先アドレスＤＡをブロードキャストアドレスまたはマルチキャストアドレスとして、ＤＡの後に各無線端末に対する個別ＭＡＣヘッダを付加し、個別ＭＡＣヘッダ１，２，３の宛先アドレスＤＡ１，ＤＡ２，ＤＡ３に各無線端末のＭＡＣアドレスを付加する。ここでは、全体ＭＡＣヘッダに送信元アドレスＳＡを記載しているが、個別ＭＡＣヘッダ１，２，３にそれぞれＳＡを付加してもよい。

無線基地局ＡＰはＳＴＡ１としての動作を期待する無線端末のＭＡＣアドレスをＤＡ１とし、データをペイロード１とする。無線基地局ＡＰは、さらにＳＴＡ２，ＳＴＡ３としての動作を期待する無線端末のＭＡＣアドレスをそれぞれＤＡ２，ＤＡ３とし、データフィールドをペイロード２，ペイロード３とする。このように図７のＳＤＭＡトリガフレームでは、無線端末の動作方法をフレーム構成、すなわち無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３宛ての個別ＭＡＣヘッダ１，２，３の送信順序によって通知する。

さらに別のＳＤＭＡトリガフレームの送信方法として、図６の方法と同様に個別ＭＡＣヘッダにＬＴＦ送信タイミング指示フィールドやデータ送信タイミング指示フィールドを設け、例えばＬＴＦ送信タイミング指示フィールドを利用して、ＡＧＣフィールドＳＴＦ２を送信してからチャネル推定フィールドＬＴＦ２を送信するまでの待ち時間を通知してもよい。データ送信タイミング指示フィールドを利用して、チャネル推定フィールドＬＴＦ２を送信してからデータフィールドを送信するまでの待ち時間、またはＳＴＦ２を送信してからデータフィールドを送信するまでの待ち時間を通知してもよい。

このように図６または図７のようなフレーム構成のＳＤＭＡトリガフレームを用いて、無線基地局ＡＰは各無線端末に対してＳＤＭＡ伝送における動作方法を通知することにより、各無線端末は自身の動作方法を把握することができるため、ＳＤＭＡ伝送が可能となる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態の図３及び図４に示したフレーム交換の例では、無線基地局ＡＰが複数の無線端末に対してポーリングを行う場合の無線端末の選び方や、無線基地局ＡＰが複数の無線端末に対してデータ送信を行う場合の無線端末の選び方については、特に制約を設けていなかった。第２の実施形態では、無線基地局ＡＰが無線端末に対して同時にポーリングを行ってＳＤＭＡによるデータ送信を行わせる無線端末、及び同時にデータ送信を行ってＳＤＭＡによるＡｃｋ送信を行わせる無線端末は、無線基地局ＡＰにおいてそれらの無線端末が送信した信号の受信電力を基準に同一のグループとしてグルーピングされた端末のみとする方法について説明する。

無線基地局ＡＰは、ＳＤＭＡ伝送された信号を受信する際に、各無線端末からの送信信号の受信電力の差が大きくとも受信可能とするためには、入力ダイナミックレンジの大きい、すなわち量子化ビット数の大きいアナログ−ディジタルコンバータ（ＡＤＣ）が必要となる。例えば、１０ビットのＡＤＣの場合、ＭＩＭＯ伝送に対応したＯＦＤＭ信号を受信するためのマージンを４ビットとると、実効的な入力ダイナミックレンジは３６ｄＢ（＝２０ｌｏｇ²（１０−４））となる。従って、ある無線端末ＳＴＡａからの送信信号の受信電力が−３０ｄＢｍであった場合、受信電力が無線端末ＳＴＡａよりも３６ｄＢ低い値となる無線端末ＳＴＡｂからの送信信号は、アナログ−ディジタル変換時の量子化雑音に埋もれてしまい、受信が困難になってしまう。ＡＤＣの入力ダイナミックレンジを確保するためには量子化ビット数を大きくすればよいが、量子化ビット数の大きいＡＤＣは一般的に高価であり、無線基地局のコストを押し上げてしまう。

そこで、無線基地局ＡＰにおける受信電力が比較的近い値となる無線端末を同一グループとしてグルーピングし、同一グループの無線端末についてのみ同時にＳＤＭＡ伝送させることとする。より具体的な例を挙げると、同一グループの各無線端末からの送信信号の最大受信電力と最小受信電力の差があるスレッショルド（例えば３０ｄＢ）以下となるようなグルーピングを行う。グルーピングのスレッショルドは、ＡＤＣの入力ダイナミックレンジよりも小さいことが必要である。

各グループの無線端末数の差が大きいと、当然のことながらＳＤＭＡが効率的でなくなってしまうので、それらの無線端末数ができるだけ均等になることも考慮してグルーピングを行うことが望ましい。送信データのデータ量が多い無線端末（特に送信フレーム数が多い無線端末など）は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎのアグリゲーション機能とＭＩＭＯ機能を用いることにより、効率的な高速伝送ができる。従って、送信データのデータサイズが小さく、かつ、送信データのフレーム数が少ない無線端末を同一のグループにする方が、より効果的となる。

このように第２の実施形態によれば、無線基地局ＡＰにおける各無線端末からの送信信号の受信電力に基づいて無線端末のグルーピングを行い、同一グループの無線端末に対してＳＤＭＡ伝送を行わせる。これにより無線基地局ＡＰにおけるＡＤＣの入力ダイナミックレンジ（ビット数）をあまり大きくする必要がなくなり、装置の低コスト化を図りつつＳＤＭＡ伝送を行うことが可能となる。

（第３の実施形態）
第２の実施形態では、同時にＳＤＭＡを行う無線端末をグルーピングすることで、無線基地局ＡＰにおける無線端末からの送信信号の受信電力のダイナミックレンジの問題を解決していた。これに対して、第３の実施形態では無線端末が送信電力制御を行うことで同様の問題を解決する手法を示す。

図８は、無線端末ＳＴＡ１が無線基地局ＡＰから遠く離れており、無線端末ＳＴＡ２は無線基地局ＡＰから比較的近い位置に存在する場合の例を示している。例えば、無線端末ＳＴＡ１から無線基地局ＡＰまでの信号の減衰率が８０ｄＢ、無線端末ＳＴＡ２から無線基地局ＡＰまでの信号の減衰率が４０ｄＢであったとする。

今、無線端末ＳＴＡ１及びＳＴＡ２がいずれも最大送信電力１６ｄＢｍでＳＤＭＡ伝送を行う場合、無線基地局ＡＰではＳＴＡ１からの信号は−６４ｄＢｍの受信電力、ＳＴＡ２からの信号は−２４ｄＢｍの受信電力でそれぞれ受信される。第２の実施形態で説明したように、例えば１０ビットのＡＤＣを用いてバックオフを４ビットとすれば、ダイナミックレンジは３６ｄＢであるため、無線端末ＳＴＡ１からの信号は量子化雑音に埋もれてしまう。

本実施形態では、この問題を無線基地局ＡＰからのパケットの受信電力に基づいて、無線端末が送信電力を制御することで解決する。例えば、図４に示すように無線基地局ＡＰのポーリングによってＳＤＭＡを開始する場合の無線端末における送信電力制御方法を図９に示す。

まず、無線基地局ＡＰは無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２にＳＤＭＡ伝送を開始させるためのポーリングパケットを最大電力の１６ｄＢｍで送信する。無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２の送信電力がいずれも１６ｄＢｍであった場合で、かつＳＴＡ１，ＳＴＡ２とＡＰ間の電力減衰が可逆であった場合、ＳＴＡ１及びＳＴＡ２にはそれぞれ−６４ｄＢｍ、−２４ｄＢｍの受信電力でポーリングパケットが到達する。無線端末での受信電力の推定手法は公知であるので、説明を省略する。

ここで、無線端末における送信電力制御の規範を「無線基地局ＡＰにおける受信電力を−５４ｄＢｍにする」とする。図９の例では、無線端末ＳＴＡ１で受信されたポーリングパケットの受信電力が−６４ｄＢｍであるため、無線端末ＳＴＡ１は送信するパケットを無線基地局ＡＰに−５４ｄＢｍの受信電力で到達させるためには、送信電力を上げなければならない。しかし、送信電力を最大値以上に上げることは不可能であるため、無線端末ＳＴＡ１は最大電力１６ｄＢｍでの送信を行う。

一方、無線端末ＳＴＡ２では無線基地局ＡＰからのポーリングパケットが−２４ｄＢｍで受信される。無線端末と無線基地局ＡＰ間の通信は同一チャネルを使うため、このことは無線端末ＳＴＡ２が最大送信電力でパケットを送信した場合、−２４ｄＢｍの受信電力で無線基地局ＡＰに到達することを意味する。ここでは、上述のように無線端末における送信電力制御の規範が「無線基地局ＡＰでの受信電力が−５４ｄＢｍ」と決められているため、無線端末ＳＴＡ２は送信電力を３０ｄＢ下げ、−２６ｄＢｍで送信を行う。

このような制御を行うことによって、無線基地局ＡＰにおいてはＳＤＭＡ伝送時に無線端末ＳＴＡ１から送信されるパケットは−６４ｄＢｍで受信され、無線端末ＳＴＡ２から送信されるパケットは−５４ｄＢｍで受信される。これはＡＤＣの入力ダイナミックレンジに十分収まる値であり、無線端末ＳＴＡ１及びＳＴＡ２からの送信信号を分離する際のディジタル信号処理を高精度で行うことが可能になる。

無線端末の送信電力制御に際しては、上述したように計算結果から送信電力を算出してもよいし、無線基地局ＡＰからの受信電力と無線端末の送信電力とを対応付けて記憶したテーブルを備え、このテーブルを参照して送信電力制御を行ってもよい。無線基地局ＡＰからの受信電力を測定するパケットは、ポーリングパケットに限らない。

（第４の実施形態）
次に、図１０を用いて本発明の第４の実施形態を説明する。図１０は、チャネル推定フィールドによる推定精度をより向上させたフレーム構成であり、無線基地局ＡＰによって指定された無線端末ＳＴＡ１と、それ以外の無線端末ＳＴＡ２，ＳＴＡ３が同時にフレームを送信してＳＤＭＡを実現する場合の例である。

無線基地局ＡＰによって指定された無線端末ＳＴＡ１は、まず同期フィールドＳＹＮＣを送信し、次いで信号長と伝送速度情報とを含むフレーム構成指示フィールドＳＩＧを送信する。フレーム構成指示フィールドＳＩＧは、信号長と伝送速度情報以外の情報として、例えば後述のガードインターバルやチャネル推定フィールドＬＴＦ数等の情報を含んでいてもよい。

次に、無線端末ＳＴＡ１はフレーム構成指示フィールドＳＩＧを送信した後に、ＡＧＣフィールドＳＴＦ１、チャネル推定フィールドＬＴＦ１を順次送信する。無線端末ＳＴＡ１がチャネル推定フィールドＬＴＦ１の送信を完了するまで、他の無線端末ＳＴＡ２，ＳＴＡ３は何も送信しない。

次に、無線端末ＳＴＡ１がＬＴＦ１の送信を完了すると、無線端末ＳＴＡ２がＡＧＣフィールドＳＴＦ２、チャネル推定フィールドＬＴＦ２を順次送信する。無線端末ＳＴＡ３は、無線端末ＳＴＡ２がＬＴＦ２の送信を完了するとＡＧＣフィールドＳＴＦ３、チャネル推定フィールドＬＴＦ３を順次送信する。最後に、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３はデータフィールドＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３を同時に送信する。

このように本実施形態では、各無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３からのフレームの送信時に、チャネル推定フィールドＬＴＦの送信タイミングだけでなく、ＡＧＣフィールドＳＴＦの送信タイミングをも時間的にずらす。これにより無線基地局ＡＰにおいて空間分割のためのチャネル推定が可能となると共に、チャネル推定フィールドＬＴＦに対するＡＧＣを効果的に機能させることができるため、より精度の高いチャネル推定が可能となる。

（第５の実施形態）
次に、図１１を用いて本発明の第５の実施形態を説明する。図１１は、チャネル推定フィールドによる推定精度を向上させ、かつデータを多重したときの受信電力測定を可能とするフレーム構成を示している。無線基地局ＡＰによって指定された無線端末ＳＴＡ１と、それ以外の無線端末ＳＴＡ２，ＳＴＡ３が同時にフレームを送信してＳＤＭＡを実現する場合の例である。

無線基地局ＡＰによって指定された無線端末ＳＴＡ１は、まず同期フィールドＳＹＮＣを送信し、次いで信号長と伝送速度情報とを含むフレーム構成指示フィールドＳＩＧを送信する。フレーム構成指示フィールドＳＩＧは、信号長と伝送速度情報以外の情報として、例えば後述のガードインターバルやＬＴＦ数等の情報を含んでいてもよい。

次に、無線端末ＳＴＡ１はフレーム構成指示フィールドＳＩＧを送信した後に、ＡＧＣフィールドＳＴＦ１ａ、チャネル推定フィールドＬＴＦ１を順次送信する。ここで、ＡＧＣフィールドＳＴＦ１ａは、無線基地局ＡＰがチャネル推定フィールドＬＴＦの受信信号強度をＡＧＣにより調整するための信号である。無線端末ＳＴＡ１がチャネル推定フィールドＬＴＦ１の送信を完了するまでの間、他の無線端末ＳＴＡ２，ＳＴＡ３は何も送信しない。

次に、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３は、ＳＴＡ２，ＳＴＡ３がＡＧＣフィールド及びチャネル推定フィールドの送信を完了するタイミングで（詳細は後述）、ＡＧＣフィールドＳＴＦ１ｂ，ＳＴＦ２ｂ，ＳＴＦ３ｂを同時に送信する。ここでＡＧＣフィールドＳＴＦ１ｂ，ＳＴＦ２ｂ，ＳＴＦ３ｂは、無線基地局ＡＰがデータフィールドの受信信号強度をＡＧＣにより調整するための信号である。最後に、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３は、データフィールドＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３を同時に送信する。

無線端末ＳＴＡ２は、無線端末ＳＴＡ１からのチャネル推定フィールドＬＴＦ１の送信が完了するタイミングでＡＧＣフィールドＳＴＦ２ａを送信し、その後チャネル推定フィールドＬＴＦ２を送信する。無線端末ＳＴＡ３は、無線端末ＳＴＡ２からのチャネル推定フィールドＬＴＦ２の送信が完了するタイミングでＡＧＣフィールドＳＴＦ３ａを送信し、その後チャネル推定フィールドＬＴＦ３を送信する。ここで、ＡＧＣフィールドＳＴＦ２ａ，ＳＴＦ３ａは、ＳＴＦ１ａと同様に無線基地局ＡＰがチャネル推定フィールドＬＴＦの受信信号強度をＡＧＣにより調整するための信号である。

このように本実施形態では、先の実施形態と同様に各無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３からのチャネル推定フィールドＬＴＦの送信タイミングを時間的にずらすことによって、無線基地局ＡＰにおいて空間分割のためのチャネル推定を精度よく行うことができる。

さらに、本実施形態ではＡＧＣフィールドをチャネル推定フィールドＬＴＦ１，ＬＴＦ２，ＬＴＦ３のＡＧＣ用である第１のサブＡＧＣフィールドＳＴＦ１ａ，ＳＴＦ２ａ，ＳＴＦ３ａと、データフィールドのＡＧＣ用である第２のサブＡＧＣフィールドＳＴＦ１ｂ，ＳＴＦ２ｂ，ＳＴＦ３ｂとに別け、ＳＴＦ１ａ，ＳＴＦ２ａ，ＳＴＦ３ａについては送信タイミングを時間的にずらし、ＳＴＦ１ｂ，ＳＴＦ２ｂ，ＳＴＦ３ｂについては送信タイミングを同時にすることにより、無線基地局ＡＰにおけるデータフィールドの受信性能を向上させることができる。

（第６の実施形態）
次に、図１２を用いて本発明の第６の実施形態を説明する。図１２は、フレーム送信中に送信を一時的に停止といった制御が不要なＳＤＭＡ伝送フレームのフレーム構成を示している。無線基地局ＡＰによって指定された無線端末ＳＴＡ１と、それ以外の無線端末ＳＴＡ２，ＳＴＡ３が同時にフレームを送信してＳＤＭＡ伝送を実現する場合の例である。

次に、無線端末ＳＴＡ１はフレーム構成指示フィールドＳＩＧの送信の後に、ＡＧＣフィールドＳＴＦ１、及びチャネル推定フィールドＬＴＦ１ａ，ＬＴＦ１ｂ，ＬＴＦ１ｃを順次送信する。チャネル推定フィールドＬＴＦ１ａ，ＬＴＦ１ｂ，ＬＴＦ１ｃは、それぞれ異なる周波数を有する。無線基地局ＡＰと無線端末間の通信にＯＦＤＭ伝送のようなマルチキャリア伝送を用いる場合、チャネル推定フィールドＬＴＦ１ａ，ＬＴＦ１ｂ，ＬＴＦ１ｃはそれぞれ複数の周波数を用いて伝送される。例えば、ＯＦＤＭ伝送の場合、ＬＴＦ１ａには周波数ｆ１，ｆ４，ｆ７のサブキャリアを用い、ＬＴＦ１ｂには周波数ｆ２，ｆ５，ｆ８のサブキャリアを用い、ＬＴＦ１ｃには周波数ｆ３，ｆ６，ｆ９のサブキャリアを用いる。

一方、無線端末ＳＴＡ２は無線端末ＳＴＡ１からのフレーム構成指示フィールドＳＩＧの送信が完了するタイミングからＡＧＣフィールドＳＴＦ２、及びチャネル推定フィールドＬＴＦ２ｂ，ＬＴＦ２ｃ，ＬＴＦ２ａを順次送信し、同様に無線端末ＳＴＡ３は無線端末ＳＴＡ１からのフレーム構成指示フィールドＳＩＧの送信が完了するタイミングからＡＧＣフィールドＳＴＦ３、及びチャネル推定フィールドＬＴＦ３ｃ，ＬＴＦ３ａ，ＬＴＦ３ｂを順次送信する。従って、フレーム構成指示フィールドＳＩＧの送信後に、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３からまずＡＧＣフィールドＳＴＦ１，ＳＴＦ２，ＳＴＦ３の送信が同時になされ、次に１回目のチャネル推定フィールドＬＴＦ１ａ，ＬＴＦ２ｂ，ＬＴＦ３ｃの送信、次に２回目のチャネル推定フィールドＬＴＦ１ｂ，ＬＴＦ２ｃ，ＬＴＦ３ａの送信、次に３回目のチャネル推定フィールドＬＴＦ１ｃ，ＬＴＦ２ａ，ＬＴＦ３ｂの送信がそれぞれ同時になされる。最後に、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３からデータフィールドＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３が同時に送信される。

ここで、無線端末ＳＴＡ２，ＳＴＡ３から送信されるチャネル推定フィールドＬＴＦ２ａ，ＬＴＦ２ｂ，ＬＴＦ２ｃ及びＬＴＦ３ａ，ＬＴＦ３ｂ，ＬＴＦ３ｃは、ＬＴＦ１ａ，ＬＴＦ１ｂ，ＬＴＦ１ｃと同様にそれぞれ異なる周波数が用いられる。従って、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３から時間的には同時に送信されるチャネル推定フィールドＬＴＦ１ａ，ＬＴＦ２ｂ，ＬＴＦ３ｃは周波数的には分離されており、同様にチャネル推定フィールドＬＴＦ１ｂ，ＬＴＦ２ｃ，ＬＴＦ３ａ及びチャネル推定フィールドＬＴＦ１ｃ，ＬＴＦ２ａ，ＬＴＦ３ｂも、それぞれ周波数的には分離されている。このように無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３から同時に送信されるチャネル推定フィールドを周波数的に分離することをトーンインタリーブと呼ぶ。このようにすることにより、無線基地局ＡＰはチャネル推定を正しく行うことができる。

本実施形態によると、チャネル推定フィールドとデータフィールドのいずれも各無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３が同時に送信するので、チャネル推定フィールド及びデータフィールド双方のＡＧＣが効果的に機能する。従って、無線基地局ＡＰは空間分割のためのチャネル推定を精度よく行うことができ、かつデータの受信性能を向上させることができる。さらに、本実施形態によるとフレーム送信中であっても、送信を一時的に停止するなどの複雑な制御は必要ない。

（第７の実施形態）
次に、図１３を用いて本発明の第７の実施形態を説明する。第６の実施形態においては、図１２に示したように同期フィールドＳＹＮＣ及びフレーム構成指示フィールドＳＩＧを無線基地局ＡＰによって指定された無線端末ＳＴＡ１のみが送信を行い、他の無線端末ＳＴＡ２及びＳＴＡ３はＡＧＣフィールドから送信を行っていた。これに対して、第７の実施形態では図１３に示すように全ての無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３が同期フィールドＳＹＮＣ及びフレーム構成指示フィールドＳＩＧを送信する。

第１の実施形態で述べたように、これまでの実施形態では無線基地局ＡＰにより指定された無線端末ＳＴＡ１のみが同期フィールドＳＹＮＣ及びフレーム構成指示フィールドＳＩＧを送信することで、ＳＤＭＡ非対応端末が存在した場合にもフレーム衝突を避けることができる。よって、第６の実施形態のようにチャネル推定フィールド及びデータフィールドを全ての無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３が同時に送信する場合においても、第７の実施形態のように単一の無線端末ＳＴＡ１から送信する場合と本質的に同じ同期フィールドＳＹＮＣやフレーム構成指示フィールドＳＩＧを複数のＳＴＡから送信することが望ましい。

さらに詳しく説明すると、第７実施形態においては、これまでの実施形態と同様に無線端末ＳＴＡ１から同期フィールドＳＹＮＣ及びフレーム構成指示フィールドＳＩＧが送信される。無線端末ＳＴＡ２，ＳＴＡ３からは、無線端末ＳＴＡ１から送信する同期フィールドＳＹＮＣ及びフレーム構成指示フィールドＳＩＧを時間軸上でサイクリックシフトさせた信号が送信される。但し、無線端末ＳＴＡ２から送信されるＳＹＮＣ及びＳＩＧと無線端末ＳＴＡ３から送信されるＳＹＮＣ及びＳＩＧは、互いに異なったサイクリックシフト量を持つ。このようにサイクリックシフトさせた信号を無線端末ＳＴＡ２，ＳＴＡ３から送信することで、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３から同時に送信される信号間の干渉量を少なくすることができる。従って、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３からの信号が基地局ＡＰに届かなくなることが原因で発生する、隠れ無線端末問題を防ぐことが可能になる。

ここで、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３における同期フィールドＳＹＮＣ及びフレーム構成指示フィールドＳＩＧのサイクリックシフト量については、以下のように設定する。すなわち、例えば図６に示した宛先アドレスの設定順に無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３のサイクリックシフト量を設定するか、あるいは図７の個別ＭＡＣヘッダにＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３のサイクリックシフト量を記載する。例えば、図６に示した方法を用いるとすれば、無線端末ＳＴＡ１ではサイクリックシフト量を０とし、無線端末ＳＴＡ２はサイクリックシフト量を５０ｎｓｅｃとし、無線端末ＳＴＡ３ではサイクリックシフト量を１００ｎｓｅｃとする。この場合、宛先アドレスの順番とサイクリックシフト量の関係を一対一に規定してもよいし、サイクリックシフト量の上限値を予め規定しておき、ＳＤＭＡ伝送を行う無線端末数（この例では３）で当該上限値を割ることで個別のサイクリックシフト量を計算してもよい。

本実施形態によると、無線基地局ＡＰが同期フィールドＳＹＮＣやフレーム構成指示フィールドＳＩＧを受信している区間と、ＡＧＣフィールドＳＴＦ、チャネル推定フィールドＬＴＦ及びデータフィールドＤＡＴＡを受信している区間での電力変動の差が小さくなる。よって、ＡＧＣフィールドＳＴＦを受信したときに開始するＡＧＣ処理時間を短くすることが可能になり、無線基地局ＡＰの受信機のＡＤＣに必要とされる入力ダイナミックレンジを小さくすることができる。

（第８の実施形態）
次に、図１４及び図１５を用いて本発明の第８の実施形態について説明する。本実施形態では、直交行列を用いてＡＧＣフィールドを多重化することにより、第６の実施形態で説明したトーンインタリーブと同等の効果を得る方法を示す。

式（１）は空間多重数が２の場合の直交行列、式（２）は空間多重数が４の場合の直交行列を示している。

図１４及び図１５は、それぞれ式（１）及び式（２）の直交行列を用いて直交化したチャネル推定フィールドＬＴＦの配置例を示している。図１６は無線端末ＳＴＡ１から無線基地局ＡＰのあるアンテナまでのチャネル（伝搬路）のチャネル応答ｈ１、及び無線端末ＳＴＡ２から無線基地局ＡＰのあるアンテナまでのチャネルのチャネル応答ｈ２を示す。

空間多重数が２の場合、無線基地局ＡＰにおける図１４の１回目のチャネル推定フィールド区間の受信信号ｒ１は、ｒ１＝（ｈ１×ＬＴＦ１）＋（ｈ２×ＬＴＦ１）となり、２回目のチャネル推定フィールド期間の受信信号ｒ２は、ｒ２＝（ｈ１×ＬＴＦ１）−（ｈ２×ＬＴＦ１）となる。従って、無線基地局ＡＰにおいて受信信号ｒ１及びｒ２を信号処理することにより、ｈ１×ＬＴＦ１＝（ｒ１＋ｒ２）／２、ｈ２×ＬＴＦ１＝（ｒ１−ｒ２）／３を求めることができる。

ここで、チャネル推定フィールドＬＴＦ１，ＬＴＦ２は既知信号であるため、無線基地局ＡＰにおいてチャネル推定、すなわちチャネル応答ｈ１及びｈ２の推定が可能となり、これによってＳＤＭＡ伝送を実現できる。図１５に示す空間多重数が４の場合も、同様にして無線基地局ＡＰにおいてチャネル推定フィールドを分離してチャネル推定が可能となり、ＳＤＭＡ伝送を実現できる。

例えば図１４の例の場合、１回目のチャネル推定フィールド区間で無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２から同一のチャネル推定フィールドＬＴＦ１が送信されるため、送信フレームが互いに干渉し合うビームフォーミング効果が生じる可能性がある。これを避けるため、無線端末ＳＴＡ２から送信されるＬＴＦ１は、無線端末ＳＴＡ１から送信されるＬＴＦ１に対してサイクリックシフトされていることが望ましい。

本実施形態によると、各無線端末が送信するチャネル推定フィールドＬＴＦが基本的に同一の周波数であるため、各無線端末で異なる周波数のチャネル推定フィールドを用いる第６の実施形態で述べたトーンインタリーブ方式と比較して、チャネル推定フィールドのパターンを保持するメモリの量が小さくて済むという利点がある。

（第９の実施形態）
無線端末はＳＤＭＡ伝送を行う際、ＭＩＭＯ伝送を併用することもできる。ここでは、第６の実施形態に係る図１２に示したＳＤＭＡ伝送フレーム構成の場合のＭＩＭＯ伝送方法について説明する。図１７は、無線基地局ＡＰによって指定された無線端末ＳＴＡ１と、他の一つの無線端末ＳＴＡ２が同時にフレームを送信してＭＩＭＯ伝送によりＳＤＭＡを実現する場合の例であり、ＭＩＭＯ伝送のために無線端末ＳＴＡ１がデータフィールドとして２本のデータストリームＤＡＴＡ１−１，ＤＡＴＡ１−２を複数（この例では２）の送信部により並列に送信する点が図１２と異なっている。この場合、ＭＩＭＯ多重数は２ということになる。

ここで、図１７において無線端末ＳＴＡ１は同期フィールドＳＹＮＣ及びフレーム構成指示フィールドＳＩＧについては一つの送信部のみで送信を行い、ＭＩＭＯ伝送を行わないようにしている。一般に、複数の送信部を用いて同一周波数の信号を送信すると、それぞれの送信部からの送信信号が互いに干渉し合うことにより指向性ビームが形成される。指向性ビームが形成されると、必然的に電界が急激に落ち込むヌル点も同じ方向を向いてしまうため、ヌル点の方向では受信を行うことがほとんど不可能になる。もし、無線端末ＳＴＡ１が送信時に指向性ビームが形成されると、ヌル点の方向に無線基地局ＡＰが存在していた場合、無線基地局ＡＰは同期フィールドＳＹＮＣ及びフレーム構成指示フィールドＳＩＧを受信できず、結果として無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２にＳＤＭＡ転送を行わせることができない。

これに対し、図１７のように同期フィールドＳＹＮＣ及びフレーム構成指示フィールドＳＩＧ、少なくとも同期フィールドＳＹＮＣについては、一つの送信部のみで送信を行うようにすると、指向性ビームを形成しなくなるため、同期フィールドＳＹＮＣが確実に無線基地局ＡＰで受信されるようにすることができる。

ＭＩＭＯ伝送に関しては、第１〜第５の実施形態で示したＳＤＭＡ伝送フレーム構成でも、同様に実現できる。また、ここでは同期フィールドＳＹＮＣフレームを送信する無線端末ＳＴＡ１がＭＩＭＯ伝送を行う場合の例を示したが、ＳＴＡ１以外の無線端末もＭＩＭＯ伝送を行うことができる。但し、ＭＩＭＯ伝送をする場合は、以下の制御を行うことが望ましい。

第１の実施形態では、無線基地局ＡＰがポーリングを行い、それに対して無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３がＳＤＭＡ伝送を行う場合、無線基地局ＡＰはＳＤＭＡ伝送ができる無線端末をＭＡＣアドレスのみで通知していた。しかし、ＭＩＭＯ伝送を行う場合は、ＳＤＭＡ伝送を行う無線端末が１台（例えばＳＴＡ２）のみであったとしても、ＭＩＭＯ多重数と同じ数の無線端末が存在している場合と同様のＳＤＭＡ伝送フレーム構成とする必要がある。例えば、無線端末がＭＩＭＯ伝送により２つのデータストリームを送信する場合、無線端末が２つの場合と同じＳＤＭＡ伝送フレーム構成を用いる。

この場合、無線基地局ＡＰはＳＤＭＡ伝送のトリガとなる信号をＭＩＭＯ伝送が含まれることがわかるような形式で送信しなければならない。例えば、宛先アドレスに同一のＭＡＣアドレスを２つ記入することによって、該当するＭＡＣアドレスの無線端末のＭＩＭＯ多重数は２であることを示す方法や、宛先アドレスのほかにＭＩＭＯ多重数（並列に送信するデータストリーム数）を通知するフィールドを設ける方法などがある。

ＭＩＭＯ伝送を行う場合、図１８に示すように無線端末ＳＴＡ１はデータストリームＤＡＴＡ１−１，ＤＡＴＡ１−２のみでなく、同期フィールドＳＹＮＣやフレーム構成指示フィールドＳＩＧを複数の送信部から並列に送信してもよい。また、図１３に示したように、無線端末ＳＴＡ１のみならず無線端末ＳＴＡ２が同期フィールドＳＹＮＣやフレーム構成指示フィールドＳＩＧからＳＤＭＡ伝送フレームを送信する場合も、データストリームに加えて同期フィールドＳＹＮＣやフレーム構成指示フィールドＳＩＧを複数の送信部から並列に送信することが可能である。

（第１０の実施形態）
これまでの実施形態では、無線基地局ＡＰがＳＤＭＡ伝送トリガフレームを送信する場合の例について示した。第１０の実施形態では、無線端末からのフレーム送信をトリガとしてＳＤＭＡ伝送を開始する場合の例について説明する。

図１９は、このような場合の無線基地局ＡＰと無線端末間のフレーム交換の例を示している。まず、アップリンクにおいて無線端末ＳＴＡ１が無線基地局ＡＰを宛先アドレスとするＲＴＳ（Request To Send）フレームＲＴＳ１を送信し、その応答としてダウンリンクにおいて無線基地局ＡＰがＣＴＳ（Clear To Send）フレームＣＴＳ１を送信する。その後、無線端末ＳＴＡ１はデータフレームＤａｔａ１を送信する。一方、ＳＴＡ１以外の無線端末ＳＴＡ２，ＳＴＡ３は、無線基地局ＡＰからのフレームＲＴＳ１もしくはフレームＣＴＳ１を受信し、ＳＤＭＡ伝送が可能であることを判断すると、無線端末ＳＴＡ１と共にＳＤＭＡ伝送を行う。

具体的には、これまでの実施形態と同様に無線端末ＳＴＡ１が同期フィールドＳＹＮＣ及びフレーム構成指示フィールドＳＩＧの送信が完了したタイミングで、ＡＧＣフィールドＳＴＦ、チャネル推定フィールドＬＴＦ及びデータフィールドＤＡＴＡの送信を開始することにより、ＳＤＭＡ伝送を実現する。ＡＧＣフィールドＳＴＦ、チャネル推定フィールドＬＴＦ及びデータフィールドＤＡＴＡの詳細な送信タイミングは、これまでの実施形態と同様であるため、ここでは省略する。

無線端末ＳＴＡ２，ＳＴＡ３がＳＤＭＡ伝送可能と判断できるためには、無線端末ＳＴＡ１が送信するフレームＲＴＳ１に、他の無線端末に対してＳＤＭＡを促すための情報として、ＳＤＭＡ可否情報や、ＳＤＭＡ伝送で多重できる最大数を示すための最大多重数情報を付加する方法などが考えられる。また、無線端末ＳＴＡ１が送信するフレームＲＴＳ１自体には特に制約を設けず、フレームＲＴＳ１の応答として返信されるフレームＣＴＳ１に、上述のＳＤＭＡ可否情報や最大多重数情報を付加する方法もある。

但し、無線基地局ＡＰに接続してＳＤＭＡ伝送が可能な無線端末が多数存在する場合は、最大多重数を超える無線端末がＳＤＭＡ伝送を行う可能性がある。すなわち、ＡＧＣフィールドＳＴＦやチャネル推定フィールドＬＴＦを送信するタイミングにおいて、複数の無線端末が同時にＳＴＦやＬＴＦを送信する可能性がある。これは、Slotted-Aloha方式と呼ばれるアクセス方式で衝突が生じる現象と類似している。

このような衝突を減少させる方法としては、（ａ）ＳＤＭＡ伝送が可能なデータは最大多重数が小さいほどＳＴＦやＬＴＦを送信する確率、つまりＳＤＭＡ伝送を実施すると判断する確率を小さくする（例えば、単調減少させる）方法、（ｂ）ＳＤＭＡ伝送が可能なデータは無線端末ＳＴＡ１が送信するデータとフレーム長が同じ場合に限定する方法、（ｃ）ＳＤＭＡ伝送が可能なデータを無線端末ＳＴＡ１が送信するデータよりも短いフレームに限定する方法、などが考えられる。

例えば、図１９のフレームＲＴＳ１にデータフレームＤａｔａ１のフレーム長を示す情報を付加しておく。無線端末ＳＴＡ１がＶｏＩＰ（Voice over ＩＰ）フレームのようなパケット長が短いデータフレームＤａｔａを送信した場合、他の無線端末もＶｏＩＰフレームのようなＤａｔａ１よりも短いフレームをＳＤＭＡで送信し、通常のデータフレームのような長いフレームはＳＤＭＡ伝送で送信しない。無線端末ＳＴＡ１が送信するフレームにサービス品質（quality of service；ＱｏＳ）種別情報を付加しておき、同一のＱｏＳが要求されるデータのみしかＳＤＭＡ伝送を許可しない方法などもある。ＳＤＭＡ伝送を行う無線端末の数がより確実に最大多重数を超えないようにするためには、無線基地局ＡＰがＳＤＭＡ伝送を許可する無線端末のＭＡＣアドレスをＣＴＳ１フレームに付加する方法もある。

図２０は、無線端末ＳＴＡ１のフレーム送信をトリガとしてＳＤＭＡ伝送を開始する場合の無線基地局ＡＰと無線端末間のフレーム交換の別の例を示している。まず、無線端末ＳＴＡ１が自局アドレスを宛先アドレスとするＣＴＳフレームＣＴＳ１を送信する。その後、無線端末ＳＴＡ１はデータフレームＤａｔａ１を送信する。他の無線端末ＳＴＡ２，ＳＴＡ３は、ＣＴＳフレームＣＴＳ１を受信し、ＳＤＭＡ伝送が可能であることを判断すると、無線端末ＳＴＡ１とのＳＤＭＡ伝送を行う。具体的には、これまでの実施形態と同様に、無線端末ＳＴＡ１が同期フィールドＳＹＮＣ及びフレーム構成指示フィールドＳＩＧの送信が完了したタイミングで、ＡＧＣフィールドＳＴＦ、チャネル推定フィールドＬＴＦ及びデータフィールドＤＡＴＡの送信を開始することにより、ＳＤＭＡ伝送を実現する。

第１乃至第９の実施形態では、無線基地局ＡＰからのポーリングをトリガにしてＳＤＭＡを開始している。このため、無線端末ＳＴＡ２及びＳＴＡ３は自分が送信を開始するＡＧＣフィールドＳＴＦのタイミングをポーリングの時間から計算することが可能である。これに対して、第１０の実施形態では無線端末ＳＴＡ１からのフレーム送信をトリガとしてＳＤＭＡ伝送を開始するため、ＳＴＡ１がフレーム構成指示フィールドＳＩＧの送信を完了するタイミングを推定する必要がある。この推定の方法は、以下の通りである。

図２１は、図１０における同期フィールドＳＹＮＣ及びフレーム構成指示フィールドＳＩＧの詳細を示している。同期フィールドＳＹＮＣはＬ−ＳＴＦ及びＬ−ＬＴＦから構成され、Ｌ−ＳＴＦは１０個のＬ−ＳＴＳから構成されている。本実施形態では無線ＬＡＮ規格の一つである既存のＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠したフォーマットを用いているが、前述のＴＧｎで検討されているような無線パケットにも適用が可能である。

図２２は、本実施形態における無線端末の一つの送受信部を示している。図２２に示されるように、無線端末は無線受信部２１、パケット検出部２２、Ｌ−ＬＴＦ検出部２３、送信タイミング制御部２４、ベースバンド送信部２５及び無線送信部２６を有する。

以下、図２１及び図２２を用いて無線端末ＳＴＡ１が送信した同期フィールドＳＹＮＣ及びフレーム構成指示フィールドＳＩＧの送信完了タイミングを無線端末ＳＴＡ２において推定する方法について説明する。無線端末ＳＴＡ２は、図２２に示される通りであるとする。

無線端末ＳＴＡ１より送信され、無線端末ＳＴＡ２で受信された同期フィールドＳＹＮＣ及びフレーム構成指示フィールドＳＩＧは、ＳＴＡ２の図２２中の無線受信部２１で無線受信処理（例えばダウンコンバート、フィルタリング及びアナログ−ディジタル変換）が施され、これによって得られる受信信号（ディジタルベースバンド信号）はパケット検出部２２に入力される。パケット検出部２２では、電力上昇やＬ−ＳＴＳの系列にマッチしたマッチドフィルタの出力を検出し、受信信号からパケットを検出する。パケット検出部２２は、パケットを検出するとＬ−ＬＴＦ検出部２３へ動作開始指令を出力する。

Ｌ−ＬＴＦ検出部２３では、以下のようにしてＬ−ＳＴＦとＬ−ＬＴＦの境界を検出する。Ｌ−ＬＴＦ部検出部２３は、受信信号の自己相関を計算する。例えば、Ｌ−ＳＴＦはＬ−ＳＴＳの繰り返しであるため、Ｌ−ＳＴＳの長さの区間で自己相関を計算すると、Ｌ−ＳＴＦを受信している区間では自己相関値が大きくなる。一方、Ｌ−ＬＴＦはＬ−ＳＴＳやＬ−ＳＴＦと異なった信号が送信されているため、自己相関値は小さくなる。よって、自己相関値がある値よりも低くなった区間は、Ｌ−ＳＴＦとＬ−ＬＴＦの境界である確率は高くなる。このようにしてＬ−ＬＴＦ検出部２３において、Ｌ−ＳＴＦとＬ−ＬＴＦの境界を検出することができる。

Ｌ−ＬＴＦ検出部２３は、送信タイミング制御部２４にＬ−ＳＴＦとＬ−ＬＴＦの境界を示す情報（境界情報という）を出力する。送信タイミング制御部２４は、入力された境界情報を基にしてパケットの送信タイミングを決定する。例えば、図１０に示したパケットを送信する場合、無線端末ＳＴＡ２は無線端末ＳＴＡ１がフレーム構成指示フィールドＳＩＧを送信し終わったタイミングでＡＧＣフィールドＳＴＦ２の送信を開始すべきである。無線端末ＳＴＡ２は上述のようにして既にＬ−ＳＴＦとＬ−ＬＴＦとの境界のタイミングを知っているため、送信タイミング制御部２４ではＬ−ＳＴＦとＬ−ＬＴＦとの境界のタイミングから、Ｌ−ＳＩＧが送信し終わるタイミングを計算する。例えば、Ｌ−ＬＴＦが８μｓｅｃ、ＳＩＧが８μｓｅｃであった場合、無線端末ＳＴＡ２はＬ−ＳＴＦ及びＬ−ＬＴＦの境界のタイミングから、１６μｓｅｃ後にＡＧＣフィールドＳＴＦ２を送信すればよい。

送信タイミング制御部２４は、このようにして計算されたタイミングでベースバンド送信部に指令を出し、ＡＧＣフィールドＳＴＦ２及びそれ以降のフィールドの送信を開始する。ＡＧＣフィールドＳＴＦ２を送信するためには、現在ＳＤＭＡ伝送が可能かどうかを図示しないＭＡＣ（Media-Access Control）レイヤからの指令があるときに限って指示を出してもよい。

このように本実施形態によると、無線基地局ＡＰからのポーリング制御がない場合でも、無線端末ＳＴＡ２あるいはＳＴＡ３はＡＧＣフィールドＳＴＦ２あるいはＳＴＦ３を送信するタイミングを知ることが可能になる。従って、ＡＧＣフィールドＳＴＦ２あるいはＳＴＦ３の送信を誤ったタイミングで開始して、無線パケットを破壊することを避けることができる。

ＡＧＣフィールドＳＴＦ、チャネル推定フィールドＬＴＦ及びデータフィールドＤＡＴＡの詳細な送信タイミングは、これまでの実施形態で説明したのと同様であるため、ここでは省略する。なお、他の無線端末がＳＤＭＡ伝送可能と判断するためには、上述したようにＣＴＳフレームＣＴＳ１にＳＤＭＡ可否情報や最大多重数情報を付加する方法などが考えられる。

（第１１の実施形態）
これまで説明した実施形態では、各無線端末から送信されるＳＤＭＡ伝送フレームのフレーム長について特に言及しておらず、また説明に用いた各図ではこれらフレーム長が等しい場合の例を示していた。しかし、各無線端末から送信されるＳＤＭＡ伝送フレームのフレーム長は必ずしも同じである必要はない。そこで、本実施形態では各無線端末から送信されるＳＤＭＡ伝送フレームのフレーム長が異なる場合のＳＤＭＡ伝送の実現方法について説明する。本実施形態を適用すれば、これまでに説明した全ての実施形態においても各無線端末から送信されるＳＤＭＡ伝送フレームのフレーム長が異なるＳＤＭＡ伝送が可能となる。

まず、無線端末ＳＴＡ１からのＳＤＭＡ伝送フレームに比較して他の無線端末ＳＴＡ２あるいはＳＴＡ３からのＳＤＭＡ伝送フレームの方が短い場合について説明する。通常、無線基地局ＡＰは無線端末ＳＴＡ１との情報交換の結果から、ＳＤＭＡ伝送がＬ時間続くと判断している。ここでいう情報交換とは、例えば無線端末ＳＴＡ１が送信したＳＤＭＡ伝送フレーム中のフレーム構成指示フィールドＳＩＧに含まれる信号長情報や、無線基地局ＡＰが送信したポーリングフレームに付加した送信許可時間（送信許可信号長）などである。無線基地局ＡＰは、後述するパケット長推定部を備えることにより無線端末ＳＴＡ１が送信したＳＤＭＡ伝送フレームよりも、無線端末ＳＴＡ２あるいはＳＴＡ３が送信したＳＤＭＡ伝送フレームの方が短い場合でも、無線端末ＳＴＡ２及びＳＴＡ３から送信されるＳＤＭＡ伝送フレームを正確に復号することが可能になる。

図２３は、本実施形態における無線基地局ＡＰの送受信部を示している。図２３に示されるように、無線基地局ＡＰは無線受信部３１Ａ，３１Ｂ、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部３２Ａ，３２Ｂ、信号分離部３３、デマッピング部３４Ａ，３４Ｂ、パケット長推定部３５及びビタビ復号部３６Ａ，３６Ｂを有する。本実施形態では、簡単のため無線基地局ＡＰは二つの無線受信部３１Ａ，３１Ｂを備えており、無線端末ＳＴＡ１及びＳＴＡ２のみがＳＤＭＡ伝送フレームを送信している場合を考える。

以下、パケット長推定部３５において無線端末ＳＴＡ２及びＳＴＡ３からのＳＤＭＡ伝送フレームのパケット長を推定する方法について説明する。

無線受信部３１Ａ，３１Ｂからの受信信号は、ＦＦＴ部３２Ａ，３２Ｂにおいてサブキャリア毎の信号に分離される。サブキャリア毎に分離された信号は信号分離部３３に入力され、さらに無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２からのＳＤＭＡ伝送フレームの信号が分離される。分離アルゴリズムは、公知のＭＩＭＯ技術を用いるできるため、説明を省略する。分離された信号は、それぞれデマッピング部３４Ａ，３４Ｂに入力される。

デマッピング部３４Ａ，３４Ｂでは、無線端末ＳＴＡ２，ＳＴＡ３から送信されるＳＤＭＡ伝送フレームの受信信号点と予測される信号点の位置から軟判定値を計算する。デマッピング部３４Ａ，３４Ｂによって計算された軟判定値は、それぞれビタビ復号部３６Ａ，３６Ｂに入力される。デマッピング部３４Ｂから出力される軟判定値は、パケット長推定部３５に送られる。

図２４を用いて説明すると、ＳＤＭＡフレームの送信に直交位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）を用いた場合、信号分離部３３において分離された信号、すなわち各データサブキャリアの変調点は、図２４の白丸のようにＩＱ平面上のいずれかの点に現れる。雑音が大きい場合には、白丸の位置を中心に受信信号点が分散する。もし、無線端末ＳＴＡ２からのＳＤＭＡ伝送フレームがあるシンボルで終わってしまった場合、信号はゼロ、すなわち図２４のＩ軸とＱ軸の交点付近に現れる。パケット長推定部３５は、信号点がＩ軸とＱ軸の交点付近に現れたことで、無線端末ＳＴＡ２からのＳＤＭＡ伝送フレームのパケットが終了したことを推定できる。ここではパケット長の推定にデータサブキャリアの出力を用いたが、図２４中に示されるＢＰＳＫ(Binary Phase Shift Keying)で送信されるパイロットサブキャリアの出力を用いることも可能である。

パケット長推定部３５において、無線端末ＳＴＡ２からのＳＤＭＡ伝送フレームのパケットが終わったことが判明した場合、パケット長推定部３５はＳＴＡ２からのＳＤＭＡ伝送フレームのパケットの信号を復号するためのビタビ復号部３６Ｂに指令を出し、ビタビ復号を終了させるシンボルを通知する。

このように本実施形態によれば、無線端末ＳＴＡ１から送信されるＳＤＭＡ伝送フレームのフレーム長よりも無線端末ＳＴＡ２から送信されるＳＤＭＡ伝送フレームのフレーム長が短い場合でも、無線基地局ＡＰは後者のフレーム長を推定してＳＤＭＡ伝送フレームを正確に復調することが可能になる。

（第１２の実施形態）
図２５は、本発明の第１２の実施形態として、ＳＤＭＡ伝送フレーム構成のさらに別の例を示している。図２５のフレーム構成は、図１２に示したフレーム構成に第２のフレーム構成指示フィールドＳＩＧ−Ｓ１，ＳＩＧ−Ｓ２，ＳＩＧ−Ｓ３が追加されている。すなわち、第２のフレーム構成指示フィールドＳＩＧ−Ｓ１，ＳＩＧ−Ｓ２，ＳＩＧ−Ｓ３は、データフィールドＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３の直前（チャネル推定フィールドＬＴＦの送信後）に送信され、それぞれ少なくともＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３の信号長を含む。

無線端末ＳＴＡ１が送信するフレーム構成指示フィールドＳＩＧと第２のフレーム構成指示フィールドＳＩＧ−Ｓ１にそれぞれ含まれる信号長は基本的に等価な情報であるが、ＳＩＧはＳＤＭＡ非対応無線端末に送信する信号長を通知する目的で送信される。従って、ＳＤＭＡ非対応無線端末を同一の無線通信システムに接続させない場合はＳＩＧを取り除き、ＳＩＧの内容を全てＳＩＧ−Ｓの位置に配置する方法としてもよい。ＳＤＭＡ非対応無線端末を同一の無線通信システムに接続させる場合であっても、ＳＤＭＡ非対応無線端末が接続していないときと接続しているときとで、フレーム構成指示フィールドＳＩＧの有無を動的に切り替えてもよい。

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

本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略図同実施形態における無線端末の構成例を示すブロック図ＳＤＭＡ伝送における無線基地局と無線端末間のフレーム交換例を示す図ＳＤＭＡ伝送における無線基地局と無線端末間の他のフレーム交換例を示す図ＳＤＭＡ伝送フレームの構成例を示す図無線基地局から送信されるＳＤＭＡトリガフレームの例を示す図無線基地局から送信されるＳＤＭＡトリガフレームの他の例を示す図ＳＤＭＡ伝送用フレームの他の構成例を示す図ＳＤＭＡ伝送フレームの他の構成例を示す図ＳＤＭＡ伝送フレームの他の構成例を示す図ＳＤＭＡ伝送フレームの他の構成例を示す図ＳＤＭＡ伝送フレームの他の構成例を示す図ＳＤＭＡ伝送における無線基地局と無線端末間の他のフレーム交換例を示す図ＳＤＭＡ伝送における無線基地局と無線端末間の他のフレーム交換例を示す図ＳＤＭＡ伝送フレームの他の構成例を示す図無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２から無線基地局ＡＰまでのチャネルのチャネル応答を示す図ＳＤＭＡ伝送フレームの他の構成例を示す図ＳＤＭＡ伝送フレームの他の構成例を示す図ＳＤＭＡ伝送における無線基地局と無線端末間の他のフレーム交換例を示す図ＳＤＭＡ伝送における無線基地局と無線端末間の他のフレーム交換例を示す図図１０における同期フィールドＳＹＮＣ及びフレーム構成指示フィールドＳＩＧの詳細を示す図無線端末の送受信部の構成を示すブロック図無線基地局の送受信部の構成を示すブロック図図２３中のパケット長推定部の推定動作を説明するためのＱＰＳＫ及びＢＰＳＡＫのＩＱ平面を示す図ＳＤＭＡ伝送フレームの他の構成例を示す図

符号の説明

ＡＰ・・・無線基地局；
ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３・・・無線端末；
１１・・・アンテナ；
１２・・・送受切替部；
１３・・・受信部；
１４・・・送信部；
１５・・・受信フレーム解析部；
１６・・・送信フレーム形成部；
２１・・・無線受信部；
２２・・・パケット検出部；
２３・・・Ｌ−ＬＴＦ検出部；
２４・・・送信タイミング制御部；
２５・・・ベースバンド送信部；
２６・・・無線送信部；
３１Ａ，３１Ｂ・・・無線受信部；
３２Ａ，３２Ｂ・・・ＦＦＴ部；
３３・・・信号分離部；
３４Ａ，３４Ｂ・・・デマッピング部；
３５・・・パケット長推定部；
３６Ａ，３６Ｂ・・・ビタビ復号部

Claims

無線基地局により指定される第１の無線端末から、前記無線基地局との間で同期をとるための同期フィールド、前記無線基地局が受信した信号に対する受信ゲインを制御するための第１ＡＧＣフィールド、前記無線基地局との間のチャネルの推定を行うための第１チャネル推定フィールド及び第１データフィールドを含む第１送信フレームを前記無線基地局に送信するステップと、
第２の無線端末から、前記無線基地局が受信した信号に対する受信ゲインを制御するための第２ＡＧＣフィールド、前記無線基地局との間のチャネルの推定を行うための第２チャネル推定フィールド及び第２データフィールドを含む第２送信フレームを前記無線基地局に送信するステップとを具備し、
前記第１送信フレーム及び第２送信フレームは、前記第１チャネル推定フィールド及び第２チャネル推定フィールドが異なるタイミングで送信されるように構成され、
前記第１の無線端末及び前記第２の無線端末は、空間分割多元接続方式に従って前記無線基地局と通信するように構成される無線通信方法。
１つの無線基地局と第１の無線端末及び第２の無線端末を含む複数の無線端末を有する無線通信システムにおいて、
前記無線基地局との間で同期をとるための同期フィールド、前記無線基地局が受信した信号に対する受信ゲインを制御するための第１ＡＧＣフィールド、前記無線基地局との間のチャネルの推定を行うための第１チャネル推定フィールド及び第１データフィールドを含む第１送信フレームを前記無線基地局に送信する、前記無線基地局により指定される第１の無線端末と、
前記無線基地局が受信した信号に対する受信ゲインを制御するための第２ＡＧＣフィールド、前記無線基地局との間のチャネルの推定を行うための第２チャネル推定フィールド及び第２データフィールドを含む第２送信フレームを前記無線基地局に送信する第２の無線端末とを具備し、
前記第１送信フレーム及び第２送信フレームは、前記第１チャネル推定フィールド及び第２チャネル推定フィールドが異なるタイミングで送信されるように構成され、
前記第１の無線端末及び前記第２の無線端末は、空間分割多元接続方式に従って前記無線基地局と通信するように構成される無線通信システム。
前記第１の送信フレームは、前記同期フィールドの送信後に前記第１ＡＧＣフィールドから前記第１データフィールドまでの長さを示す信号長情報を有するフレーム構成指示フィールドを送信するように構成される請求項２記載の無線通信システム。
前記第１送信フレーム及び第２送信フレームは、前記第１ＡＧＣフィールド及び第２ＡＧＣフィールドが同一タイミングで送信されるように構成される請求項２に記載の無線通信システム。
前記第１送信フレーム及び第２送信フレームは、前記第１ＡＧＣフィールド及び第２ＡＧＣフィールドが異なるタイミングで送信されるように構成される請求項２に記載の無線通信システム。
前記第１送信フレーム及び第２送信フレームは、前記第１データフィールド及び第２データフィールドが同一タイミングで送信されるように構成される請求項２乃至５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
前記第１送信フレーム及び第２送信フレームは、前記第１ＡＧＣフィールド及び第２ＡＧＣフィールドとして前記第１チャネル推定フィールド及び第２チャネル推定フィールドのＡＧＣを行うための第１及び第２のサブＡＧＣフィールドと、前記第１データフィールド及び第２データフィールドのＡＧＣを行うための第３及び第４のサブＡＧＣフィールドが送信されるように構成される請求項２に記載の無線通信システム。
前記第１送信フレーム及び第２送信フレームは、前記第１及び第２のサブＡＧＣフィールドが異なるタイミングで送信され、前記第３及び第４のサブＡＧＣフィールドが同一タイミングで送信されるように構成される請求項７に記載の無線通信システム。
１つの無線基地局と第１の無線端末及び第２の無線端末を含む複数の無線端末を有する無線通信システムにおいて、
前記無線基地局との間で同期をとるための同期フィールド、前記無線基地局が受信した信号に対する受信ゲインを制御するための第１ＡＧＣフィールド、前記無線基地局との間のチャネルの推定を行うための第１チャネル推定フィールド及び第１データフィールドを含む第１送信フレームを前記無線基地局に送信する、前記無線基地局により指定される第１の無線端末と、
前記無線基地局が受信した信号に対する受信ゲインを制御するための第２ＡＧＣフィールド、前記無線基地局との間のチャネルの推定を行うための第２チャネル推定フィールド及び第２データフィールドを含む第２送信フレームを前記無線基地局に送信する第２の無線端末とを具備し、
前記第１送信フレーム及び第２送信フレームは、前記第１チャネル推定フィールド及び第２チャネル推定フィールドとしてそれぞれ周波数の異なる複数のサブ推定フィールドを順次送信するように構成され、かつ同時に送信されるサブ推定フィールドは異なる周波数を有するように構成され、
前記第１の無線端末及び前記第２の無線端末は、空間分割多元接続方式に従って前記無線基地局と通信するように構成される無線通信システム。
１つの無線基地局と第１の無線端末及び第２の無線端末を含む複数の無線端末を有する無線通信システムにおいて、
前記無線基地局との間で同期をとるための同期フィールド、前記無線基地局が受信した信号に対する受信ゲインを制御するための第１ＡＧＣフィールド、前記無線基地局との間のチャネルの推定を行うための第１チャネル推定フィールド及び第１データフィールドを含む第１送信フレームを前記無線基地局に送信する、前記無線基地局により指定される第１の無線端末と、
前記無線基地局が受信した信号に対する受信ゲインを制御するための第２ＡＧＣフィールド、前記無線基地局との間のチャネルの推定を行うための第２チャネル推定フィールド及び第２データフィールドを含む第２送信フレームを前記無線基地局に送信する第２の無線端末とを具備し、
前記第２の送信フレームは、前記同期フィールドと同時に該同期フィールドをサイクリックシフトさせた第２の同期フィールドを送信するように構成され、
前記第１の無線端末及び前記第２の無線端末は、空間分割多元接続方式に従って前記無線基地局と通信するように構成される無線通信システム。
前記第１の送信フレームは、前記同期フィールドの送信後に信号長情報を有するフレーム構成指示フィールドを送信するように構成され、前記第２の送信フレームは、前記フレーム構成指示フィールドと同時に該フレーム構成指示フィールドをサイクリックシフトさせた第２のフレーム構成指示フィールドを送信するように構成される請求項１０に記載の無線通信システム。
１つの無線基地局と第１の無線端末及び第２の無線端末を含む複数の無線端末を有する無線通信システムにおいて、
前記無線基地局との間で同期をとるための同期フィールド、前記無線基地局が受信した信号に対する受信ゲインを制御するための第１ＡＧＣフィールド、前記無線基地局との間のチャネルの推定を行うための第１チャネル推定フィールド及び第１データフィールドを含む第１送信フレームを前記無線基地局に送信する、前記無線基地局により指定される第１の無線端末と、
前記無線基地局が受信した信号に対する受信ゲインを制御するための第２ＡＧＣフィールド、前記無線基地局との間のチャネルの推定を行うための第２チャネル推定フィールド及び第２データフィールドを含む第２送信フレームを前記無線基地局に送信する第２の無線端末とを具備し、
前記第１送信フレーム及び第２送信フレームは、前記第１チャネル推定フィールド及び第２チャネル推定フィールドとして、それぞれ直交化された複数のサブ推定フィールドを順次送信するように構成され、
前記第１の無線端末及び前記第２の無線端末は、空間分割多元接続方式に従って前記無線基地局と通信するように構成される無線通信システム。
前記無線基地局は、前記第１の無線端末及び第２の無線端末に対してポーリングフレームを同時に送信するように構成され、前記第１の無線端末及び第２の無線端末は、前記ポーリングフレームを受信してから一定時間後に前記第１の送信フレーム及び第２の送信フレームとしてデータフレームを同時に送信するように構成される請求項２に記載の無線通信システム。
前記無線基地局は、前記第１の無線端末及び第２の無線端末に対してデータフレームを同時に送信するように構成され、前記第１の無線端末及び第２の無線端末は、前記データフレームを受信してから一定時間後に前記第１の送信フレーム及び第２の送信フレームとして送達確認フレームを同時に送信するように構成される請求項２に記載の無線通信システム。
前記無線基地局は、前記複数の無線端末に対して前記第１の無線端末及び第２の無線端末のいずれとして動作するかを通知するトリガフレームを送信するように構成される請求項２に記載の無線通信システム。
前記無線基地局は、前記複数の無線端末から送信される信号の受信電力を基準として前記複数の無線端末をグルーピングし、同一グループ内の無線端末を前記第１の無線端末及び第２の無線端末として選択するように構成される請求項２に記載の無線通信システム。
前記第１の無線端末及び第２の無線端末は、前記無線基地局における前記第１の送信フレーム及び第２の送信フレームの受信電力が設定値となるように前記第１の送信フレーム及び第２の送信フレームの送信電力を制御する送信電力制御手段を有する請求項２に記載の無線通信システム。
前記第１の無線端末は複数の送信部を有し、前記第１データフィールドについては複数の送信部により送信を行い、前記同期フィールドについては単一の送信部により送信を行うように構成される請求項２に記載の無線通信システム。
前記第１の無線端末は、前記無線基地局を宛先アドレスとするＲＴＳ（Request To Send）フレームを送信し、前記無線基地局からの該ＲＴＳフレームに対する応答のＣＴＳ（Clear To Send）フレームを受信した後、前記第１の送信フレームとしてデータフレームを送信するように構成され、前記第２の無線端末は、前記ＲＴＳフレームもしくは前記ＣＴＳフレームを受信した後、前記第２の送信フレームとしてデータフレームを送信するように構成される請求項２に記載の無線通信システム。
前記第１の無線端末は、自局アドレスを宛先アドレスとするＣＴＳ（Clear To Send）フレームを受信した後、前記第１の送信フレームとしてデータフレームを送信し、前記第２の無線端末は、前記ＣＴＳフレームを受信した後、前記第２の送信フレームとしてデータフレームを送信するように構成される請求項２に記載の無線通信システム。
前記無線基地局は、前記トリガフレームを送信する際に、第２の無線端末として動作させる各端末のＭＡＣアドレスを通知することを特徴とする請求項１５に記載の無線通信システム。
前記無線基地局は、前記トリガフレームを送信する際に、各無線端末のＭＩＭＯ多重数に係わる情報を通知することを特徴とする請求項１５記載の無線通信システム。
無線基地局が、複数の無線端末のうちいずれか１つを第１の無線端末として指定することと、
前記無線基地局が、前記第１の無線端末から、前記無線基地局との間で同期をとるための同期フィールド、前記無線基地局が受信した信号に対する受信ゲインを制御するための第１ＡＧＣフィールド、前記無線基地局との間のチャネルの推定を行うための第１チャネル推定フィールド及び第１データフィールドを含む第１送信フレームを受信することと、
前記無線基地局が、前記複数の無線端末のうち前記第１の無線端末と異なる第２の無線端末から、前記無線基地局が受信した信号に対する受信ゲインを制御するための第２ＡＧＣフィールド、前記無線基地局との間のチャネルの推定を行うための第２チャネル推定フィールド及び第２データフィールドを含む第２送信フレームを受信することとを具備し、
前記第１送信フレーム及び第２送信フレームは、前記第１チャネル推定フィールド及び第２チャネル推定フィールドが異なるタイミングで送信されるように構成され、
前記第１の無線端末及び前記第２の無線端末は、空間分割多元接続方式に従って前記無線基地局と通信するように構成される無線通信方法。