JP4547832B2 - 無線ｌａｎシステムおよびその通信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線LANシステムおよびその通信方法に関し、たとえば構内または宅内の基地局でLANのサービス領域を形成し、このサービス領域内に含まれる子局とで通信するシステムに用いて好適で、通信方法は供給するマルチメディア通信等の情報信号に対応して制御しながら通信する方法である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の構内または宅内における無線LAN通信方式は、主に、IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers: 米国電気電子技術者協会)802.11bで規定された方式が用いられている。この方式の特徴は、直接スペクトラム拡散方式を無線方式に用い、CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance：搬送波感知多重アクセス／衝突回避）を多重化方式として用いてデータ通信を行っている。
【０００３】
無線LANでは、一般的に衝突検出しようとしても送信電力と受信電力との差が大きく送信電力によって受信電力が打ち消されることからCSMA/CA方式が用いられている。この方式には、LANの概念を導入した基地局を要さないDCF（Distributed Coordination Function)とポイントになる基地局を設定するPCF（Point Coordinated Function)アクセス方式がある。
【０００４】
直接スペクトラム拡散方式は、耐雑音性、耐干渉性、秘匿性に優れていることから、近年携帯電話に利用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これに対して、アクセスポイントである無線LAN基地局と子局（移動局)とで形成される一つの無線LANシステムの構築される場合がある。この場合、システム内で拡散符号は一つしか使用しない。このため、多重化方式としてはCSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection：搬送波感知多重アクセス／衝突検出）が用いられている。CSMA/CD方式は、他局が電波を発信していないかどうかの検出を行ってアクセスする方式である。したがって、この方式では衝突の検出時間が伝送時間に含まれることになる。
【０００６】
そして、このCSMA/CD方式では１システム内の実行伝送速度は、上述した検出時間を含むこと等により通信路の伝送速度の70％程度しか確保できないことが知られている。これは、上述した衝突防止のための検出時間の他に、さらに、オーバーヘッド部分の情報付加により伝送する情報量が減ることに起因して生じる。
【０００７】
また、CSMA/CD方式でリアルタイム性の有無が考慮される、たとえば音声／ファイルデータとそれぞれ異なるタイプの情報が混在しても、両方の情報は同じ方式で通信される。このことから、結果的にリアルタイム性の要求される音声情報が待たされる場合が発生する。この場合、音声は遅延して供給され、音途切れを生じることになる。
【０００８】
加えて、前述した規格の従来の方式（CSMA/CD方式）は、通信手順として誤り検出機能を備えているが、誤り訂正機能を含んでいない。このため、無線区間で発生した誤りは上位の通信手順で保証していた。通常この保証は、上位手順における再送機能で行っている。しかしながら、音声情報は情報そのものにリアルタイム性が要求されるので、再送による遅延は許容できない。したがって、遅延の原因となる、構内や宅内のように、人が動くことで通信路の遮断等が生じて受信電波強度が変化する伝搬環境下では、音声情報の途切れが頻繁に発生してしまう。
【０００９】
音途切れを抑制するには、一つの基地局のサービス範囲を狭くし、かつ受信電界強度を保証するか、各端末装置の出力電力を大きくするしかない。このうち、後者の方法は、出力電力にともなう他局との干渉が問題になる。
【００１０】
このように無線LANシステムにCSMA/CD方式を適用してもこの方式による遅延と無線区間における電波環境の変化による誤りの発生により、音声情報とデータを同時に伝送するシステムの構築が困難であった。
【００１１】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、無線LANにおけるリアルタイム性の有無を特徴とする情報信号が混在した伝送を行っても有線LANと同等の品質で通信することのできる無線LANシステムおよびその通信方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、情報信号の通信があるサービス領域内に限定され、この領域内に配設された基地局と子局との間の通信が無線により行われる無線LANシステムにおいて、このシステムは、基地局と子局とにそれぞれ、情報信号の周波数を拡散する方式に直接スペクトル拡散方式を用い、情報信号に拡散処理を施して送信する送信手段、およびこの送信された情報信号を受信し、この受信した情報信号に逆拡散処理を施し受信する受信手段を含み、送信手段は、情報信号を拡散させる複数の拡散符号を用意し、方式において情報信号と複数の拡散符号の一つとをそれぞれ乗算させる複数の情報送信手段と、この複数の情報送信手段が使用する帯域および周波数ならびに情報信号の伝送に用いるパケットを、情報信号の種類および／または情報量に応じて選択し、拡散した情報信号の送信電力を半固定に制御する送信制御手段とを含み、さらに、受信手段は、受信した情報信号と同期検波し、この検波した情報信号に対する逆拡散用の符号を複数用意し、検波した情報信号と逆拡散用の符号の一つとをそれぞれ乗算させ、得られた情報信号の相関をとって送信手段から供給される元の情報信号を取り出す複数の情報受信手段と、この複数の情報受信手段からのそれぞれに拡散した情報信号の受信電力を半固定にし、かつ各情報信号のレベルを保証する制御を行う受信制御手段とを含み、基地局は有線LANと通信接続する第１の通信接続手段を有し、子局は公衆回線または情報信号に処理を施す情報処理手段と接続する第２の通信接続手段を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の無線LANシステムは、直接スペクトル拡散方式に対応した送信手段および受信手段を用い、送信手段の各送信制御手段で複数の情報送信手段が使用する帯域および周波数ならびに情報信号の伝送にパケットを、情報信号の種類および／または情報量に応じて選択し、拡散した情報信号の送信電力を半固定に制御し、情報送信手段で情報信号と用意した複数の拡散符号の一つとをそれぞれ乗算させ、受信手段の各情報受信手段で、受信した情報信号を同期検波し、用意した逆拡散用の符号の一つと検波した情報信号とをそれぞれ乗算させ、得られた情報信号の相関をとって元の情報信号を取り出し、受信制御手段で取り出したそれぞれに拡散した情報信号の受信電力を半固定にし、かつ各情報信号のレベルを保証する制御を行い、基地局に第１の通信接続手段を介して有線LANと接続し、子局に第２の通信接続手段を介して公衆回線または情報処理手段と接続することにより、各チャネルに割り当てた拡散した情報信号の干渉を発生させることなく、基地局と子局の通信を行う。
【００１４】
また、本発明は上述の課題を解決するために、情報信号の通信をあるサービス領域内に限定して、この領域内に配設された基地局と子局との間の通信に無線を用いて行う無線LANシステムの通信方法において、この方法は、基地局と子局とのアクセス方式を情報信号の拡散に複数の拡散符号を用意した符号分割多元接続方式にし、この拡散した情報信号の送信電力を半固定にして、情報信号の種類や量に応じて情報信号が用いる帯域および周波数ならびに情報信号を伝送するパケットの構造をそれぞれ選択して情報信号を伝送手順に従って伝送することを特徴とする。
【００１５】
本発明の無線LANシステムの通信方法は、複数の拡散符号を用意した符号分割多元接続方式で、送信電力を半固定で用いて、情報信号の種類や量に応じて情報信号が用いる帯域および周波数ならびに情報信号を伝送するパケットの構造をそれぞれ選択して情報信号を伝送手順に従って伝送することにより、各チャネルに割り当てた拡散した情報信号の干渉を発生させることなく、リアルタイム性考慮して情報信号の遅延をなくし、周波数の有効利用を行って基地局と子局の通信を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による無線LANシステムの実施例を詳細に説明する。
【００１７】
本実施例は本発明と直接関係のない部分について図示および説明を省略する。
ここで、信号の参照符号はその現れる接続線の参照番号で表す。
【００１８】
本実施例の無線LANシステム10は、図１に示すサービスエリア12内に基地局（AP: Access Point）14と子局（STA: STAtion）16とを含む。無線LANシステム10の概要は、基地局14および子局16ともに階層的に物理層14、データリンク層16およびネットワーク層18があり、物理層14a, 16aを無線方式として直接スペクトラム拡散方式を用い、拡散符号を複数有する。そして、物理層14a, 16aは、電気的・機械的な規約等を定めている。
【００１９】
物理層14a, 16aの上位に位置するデータリンク層14b, 16bには、LLC副層（Logical Link Control sublayer）とMAC副層（Media Access Control sublayer）140, 160がある。LLC副層はそれぞれ種々のMAC副層とネットワーク層14c, 16cとの間を仲介し、アクセス制御の相違を吸収する階層部分である。
【００２０】
MAC副層140, 160ではデータリンク層パケット（フレーム）の構成、受け渡し手順、誤り検出方法等が規定されている。一般的に無線LANにおけるMAC副層140, 160ではCSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が用いられるが本実施例の多重化方式はCDMA（Code Division Multiple Access)方式を用いている。
【００２１】
また、基地局14と子局16における送信電力は半固定的にしている。本実施例では、送信電力の上限レベルを設定して、各チャンネルの電力は厳密に規定していない。ただし、無線LANシステム10の送信電力を基地局14, 子局16では、受信電界強度を保証するように制御させている。
【００２２】
基地局14は、信号線142を介して既存のLANと接続し、子局16は、信号線162を介して公衆回線やパーソナルコンピュータ等の情報機器と接続している。無線LANシステム10とこれらの周辺のネットワークや機器との接続については後段で説明する。
【００２３】
無線LANシステム10の基地局14には、アンテナ144、デュプレックサ部（DUPlexer: 以下、DUPという)146、加算器148、送信部150、受信部152、LAN制御部154、LANインターフェース部156および電源部158が含まれている（図２を参照）。アンテナ144は、基地局14からの送信出力電力の放射（送信)および子局16からの受信電波を効率よく受信を行う線状アンテナで、送受信における共通アンテナである。
【００２４】
DUP 146は、送信信号14dのアンテナ144への送出とアンテナ144からの受信信号14eとを分離して同時に接続可能にし、かつ独立に各部へと伝送する機能を有する装置である。加算器148は、供給される送信部150から送信される情報信号150a, 150bを合成する役割を果たしている。
【００２５】
送信部150は、本実施例において２系統の情報送信部150A, 150Bを具備している。送信部150は２系統に限定するものでなく、Ｎ系統にしてもよい。情報送信部150A, 150Bは、同じ構成要素を有している。そこで、情報送信部150Aを用いて概略的な構成を説明する。
【００２６】
情報送信部150Aには、送信制御部50、送信ベースバンド部52（以下、送信BB部という）、送信IF部54、自動ゲイン制御アンプ（Automatic Gain Controlled Amplifier: 以下、AGCアンプという）56、BPF（Band Pass Filter)58および電力増幅部（以下、PA: Power Amplifierという)60が備えられている。送信制御部50は、LAN制御部154から供給されるデータに対するオーバーヘッドの付加および誤り検出を行う機能を有する。この機能を実現するために、送信制御部50は、フォーマット格納部50a、データ格納部50bおよびCPU（Central Processing Unit：以下、CPUという)50cを含んでいる。この構成は、送信制御部50に限定されるものでなく、後述する受信制御部や子局16側での制御部でも同様の構成である。
【００２７】
フォーマット格納部50aはオーバーヘッドに関するフォーマット情報やこのフォーマット情報等に基づく処理手順や物理層に規定されているパラメータ等を記憶するようにROM（Read Only Memory）を用いている。データ格納部50bは供給されるデータを一時的に記憶するRAM（Random Access Memory）である。CPU 50cは、フォーマット格納部50aの動作手順に応じてデータ格納部50bのデータに対して処理を施す。また、フォーマット格納部50aには、たとえば音声やデータといった情報の種類に応じた使用帯域および使用周波数等の情報が格納されている。CPU 50cは、配設されている水晶発振器50dが生成するクロックに応じて動作する。
【００２８】
フォーマット格納部50a、データ格納部50bおよびCPU 50cは、バス50eと信号線50f, 50g, 50hを介してそれぞれ接続されている。CPU 50cは、処理を施す際にフォーマット格納部50aからの処理手順だけでなく、情報の種類や量に対応して周波数や帯域の情報の中から選択し、これら選択した情報を含むデータ50fとデータ格納部50bから読み出したデータ50gを信号線50hを介して取り込み、各処理を施してふたたび信号線50hを介してバス50eに出力する。送信制御部50は、処理の施したデータ50hを送信BB部に出力する。
【００２９】
図２に戻って、送信BB部52には、図示しないが拡散符号を生成する符号生成部と、この符号生成部からの拡散符号と供給されるデータ50hとの乗算を行う乗算器を有する。送信BB部52は、符号生成部を複数有してもよいが、情報送信部150Aとして用いる拡散符号は１つである。多元接続を同時にする場合、情報送信部を複数持つことになる。
【００３０】
送信BB部52は、狭帯域にあるデータ50hにはるかに広帯域な拡散符号を乗算することにより周波数が広帯域に拡散された拡散信号52aを送信IF部54に出力する。また、送信BB部52は、送信する信号の電界強度を保証し、所定のレベル以上になるようにAGCアンプ56に対して制御信号52bを供給する。
【００３１】
送信IF部54は、キャリア信号を生成する中間周波数生成部と、ベースバンドの拡散信号52aをキャリア信号と乗算してキャリアに乗せる周波数のアップコンバート部とを有する（図示せず）。送信IF部54は、周波数変換を拡散信号52aに施して変調することによってベースバンドからより高い周波数帯に移動させている。ここでの中間周波数の設定には、たとえば送信制御部50で選択した周波数を用いる（図示せず）。送信IF部54は、アップコンバートした拡散信号54aをAGCアンプ56に出力する。AGCアンプ56は、拡散信号54aに対するレベル制御を行って所定のレベルの拡散信号56aにしてレベル保証してBPF 58に出力する。なお、信号レベルの制御は、送信制御部50から行うようにしてもよい。
【００３２】
BPF 58は、CDMA方式において帯域を固定的にしてTDD（Time Division Duplex)モードを行うように配設されている。BPF 58は、図示しないが帯域を送信制御部50で選択した使用帯域を用いる。TDDモードとの関係については後段でさらに説明する。BPF 58は所定の帯域に限定された拡散信号58aをPA 60に出力する。PA 60は供給された拡散信号58aに対して電力を増幅し、情報送信部150Aの出力として加算器148に出力する。
【００３３】
本実施例において受信部152も２系統の情報受信部152A, 152Bを備えている。また、受信部152はＮ系統でもよいことは言うまでもない。情報受信部152A, 152Bは、拡散符号が異なる点を除いて同じ構成であるから、説明の簡略化を図るため情報受信部152Aについて説明する。情報受信部152Aには、AGCアンプ62、受信IF部64、受信BB（Base Band)部66および受信制御部68が備えられている。情報受信部152Aは、基本的に前述した情報送信部150Aの処理と逆の処理を行っている。DUP 146は受信した拡散信号14eを送信する拡散信号14dと分離して受信部152に出力する。
【００３４】
AGCアンプ62は、受信した拡散信号14eに対して受信BB部66からの制御信号66aに応じて信号のレベルが所定以上のレベルになるように調整する。調整した拡散信号62aを受信IF部64に供給する。ここで、拡散信号62aは、後述する子局であらかじめ帯域の固定された信号である。
【００３５】
受信IF部64は、キャリア信号を生成する中間周波数生成部と、拡散信号62aとキャリア信号とを乗算して拡散信号62aの広帯域化された周波数をベースバンドに落とす周波数のダウンコンバート部とを有する（図示せず）。受信IF部64は、周波数変換を拡散信号62aに施して変調することによって高い周波数帯から低いベースバンドに移動させている。受信IF部64は、ベースバンドを周波数中心とする拡散信号64aを受信BB部66に出力する。
【００３６】
受信BB部66には、図示しないが、受信した拡散信号に対する同期を抽出する同期検波部、拡散符号を生成する符号生成部、生成した拡散符号と拡散信号64aとを乗算する乗算器およびローパスフィルタを有する。ここで、生成する拡散符号は送信元と同じ拡散符号を生成している。乗算器で同期を考慮して乗算した結果をローパスフィルタに供給する。ローパスフィルタでは、相関処理をとって、相関のあるベースバンド信号66aだけを取り出す。相関のない信号は０になるので求める信号だけを取り出すことができ、かつ取り出した信号に何等影響しない。受信BB部66は、取り出したベースバンド信号（受信データ)66aを受信制御部68に供給する。
【００３７】
受信制御部68は、図３に示した送信制御部50と同じ構成で、供給される受信データ66aからオーバーヘッダ部の部分を削除する。受信制御部68はAGCアンプ62のレベル制御をしてもよい。受信制御部68は、取り出した受信データ68aを情報受信部152Aの出力としてLAN制御部154に供給する。また、情報受信部154Bは取り出した受信データ68bを情報受信部152Bの出力としてLAN制御部154に供給する。
【００３８】
LAN制御部154は、既存の有線LANシステムとの接続における送受信を行うように管理する機能を有する制御部である。すなわち、この有線LANシステムから送信部150にデータ154a, 154bを出力する際に有線LANシステムにともなって付加されているオーバーヘッダ部の解析・削除等の処理を制御に応じて行い、受信部152から有線LANシステムにデータ68a, 68bを出力する際に基地局14と子局16の無線LANシステム10の間で使用されているオーバーヘッド部の解析結果を用いて有線LANシステムに対するオーバーヘッド部の生成を制御に応じて行う。LAN制御部154は、LANインターフェース部156と信号線154cを介して接続している。
【００３９】
LANインターフェース部156は、有線LANシステムと信号線142を介して接続し、相互にデータをやりとりしている。LANインターフェース部156は、有線LANシステムの物理層における電気的・機械的な接続に合わせた処理を行う。
【００４０】
電源部158は、各部に所定の電圧を供給する機能を有する。電源部158にはLANインターフェース部156からの電源供給156aまたは電源端子164を介した電源供給156bが行われる。電源部158は、各部への駆動に要するそれぞれの電圧にして駆動電源158cを供給している。
【００４１】
次に子局16の構成について図４を参照しながら、簡単に説明する。子局16は、前述した基地局14と同じ構成要素を有している。同じ名称が付されている構成要素は基地局14での説明と重複するので省略する。子局16には、アンテナ166、DUP 168、無線部170、ベースバンド部（以下、BBという）172、制御部174、インターフェース部176および電源部178が備えられている。
【００４２】
無線部170には、送信部170Aと受信部170Bがある。送信部170Aには、送信IF部70、AGCアンプ72、BPF 74およびPA 76が含まれ、受信部170Bには、AGCアンプ78および受信IF部80が備えられている。無線部170は、送信において送信部170AからDUP 168に、BB部172からの拡散信号82aに対してアップコンバートし、所定の信号レベルに調整し、帯域制限を受け、そして電力増幅した高周波信号16dを供給し、受信においてDUP 168で分離した高周波信号16eに対して信号レベル調整を行い、ダウンコンバートした信号80aにしている。AGCアンプ72, 78は、BB部172からそれぞれ、供給される制御信号82b, 84aに応じてレベル調整を行う。AGCアンプ72, 78の制御は、制御部174から行うようにしてもよい。
【００４３】
BB部172には、送信BB部82および受信BB部84がある。送信BB部82および受信BB部84には子局16を特徴付ける拡散符号が用意されている。送信BB部82は、制御部174から供給される信号174aに対してベースバンドから広帯域な拡散信号82aに拡散処理して無線部170に出力し、受信BB部84は、無線部170から供給される信号80aに対して逆拡散処理を施して制御部174に出力している。
【００４４】
制御部174は、基本的に、図３に示した送信制御部50と同じ構成要素を含んでいる。制御部174は、インターフェース部176からのデータ176aを送信する際に、無線LANシステム10における送信データ用のフォーマット、すなわち付加するオーバーヘッド部の生成および誤り検出を行ったデータ174aをBB部172に送出する。制御部174は誤り検出だけでなく、さらに、誤り訂正も行うようにしてもよい。また、制御部174は、受信BB部84からの受信信号84bを入力してインターフェース部176に出力する際に、受信信号84bに含まれるデータパケットを取り出す処理を行う。この取出し処理は、無線LANシステム10において使用したオーバーヘッド部の削除を行っている。制御部174は取り出したデータパケット176aをインターフェース部176に送る。
【００４５】
インターフェース部176は、子局16と接続する装置・機器との電気的・機械的な合わせ込みを行うとともに、送受信に応じた処理を行う機能を有する。インターフェース部176は、たとえば、ここでは図示しない電話やパーソナル・コンピュータ等とデータ176b, 176cをやり取りする。送受信に応じた処理として電話やパーソナル・コンピュータからのデータを受信する際にオーバーヘッド部の解析・解除を行い、電話やパーソナル・コンピュータにデータを送出する際に送出するデータの生成を行っている。
【００４６】
電源部178は、外部から供給された電源電圧178aを子局16内部の各部が使用する電圧・電流を供給する機能を有している。電源部178は、各部の使用する電圧・電流にされた給電178bを各部に出力する。
【００４７】
このように無線LANシステム10の基地局(AP) 14および子局(STA) 16が構成されている。無線LANシステム10は、図５に示すようにサービスエリア12内に、たとえば１台の基地局14と３台の子局18a, 18b, 18cがある場合である。子局18a, 18b, 18cには、それぞれ、信号線100〜106を介してパーソナル・コンピュータ(PC：Personal Computer) 108、電話機(TEL: TELephone) 110、ならびにPC 112およびTEL 114が接続されている。また、基地局14は、有線LANシステムが構築した有線LAN網116と信号線118を介して接続している。なお、有線LANシステムは、他のサービスエリア120にも信号線122で接続している。
【００４８】
無線LANシステム10においてMAC層でのアクセス方式にCDMA方式を用いることはすでに述べた。次に、CDMA方式において用いる制御用チャネル（以下、CHと略す）パケットとデータCHパケットについて説明する（図６を参照）。データCHパケットは、後述するデータ用CHパケットと総称を区別するため本実施例ではこの名称にしている。
【００４９】
制御用CHパケットは、２種類用意する。これが基地局14が生成し子局16に送信する場合の制御用CHパケット20（図6(a)を参照）と子局16が生成し基地局14に送信する場合の制御用CHパケット22（図6(b)を参照）である。制御用CHパケット20は、６つの領域20a〜20fに分けている。各領域は次のように規定している。：
領域20a：フレーム同期（sync）領域
領域20b：基地局14のID（Identification)情報領域
領域20c：使用可能な音声（V)用CH番号の情報領域でｎチャネル分を表示
領域20d：使用可能なデータ（D)用CH番号の情報領域でｎチャネル分を表示
領域20e：制御情報領域で位置確認要求・新規登録要求・呼出し要求・チャネル解放のいずれか
領域20f：フレームチェックシーケンスの領域で、誤り制御用データ（FCS: Frame Check Sequence)。
【００５０】
ここで、位置確認要求は、基地局14のサービスエリア12内に存在する子局16に対して応答するように要求する情報である。新規登録要求は、新規にサービスエリア12内に入ってきた子局16に対して登録要求を出すように要求する情報である。呼出し要求は、子局16に対して通信を要求する情報である。この情報内には子局16のID情報と応答すべきCH番号が含まれている。ここでのID情報はアドレス情報等である。
【００５１】
また、制御用CHパケット20は、４つの領域22a〜22dに分けている。各領域は次のように規定している。：
領域22a：フレーム同期（sync）領域
領域22b：子局16のID（Identification)情報領域
領域22c：制御情報領域で位置確認応答・新規登録応答・呼出し応答・データ通信要求・チャネル解放のいずれか
領域22d：フレームチェックシーケンスの領域で、誤り制御用データ（FCS: Frame Check Sequence)。
【００５２】
ここで、位置確認応答は、位置確認要求に対する応答情報である。新規登録応答は、基地局14への新規登録に対する応答情報である。呼出し応答は、呼出し要求に対する応答情報である。データ通信要求は、データ通信を行うことを要求する情報である。チャネル解放は、チャネルを解放することを通知する情報である。
【００５３】
次に、データCHパケットについて説明する（図6(c), (d)を参照）。データCHパケットはデータ用と音声用とを設ける。データ用CHパケット24は、６つの領域24a〜24fに分けている。：
領域24a：フレーム同期（sync）領域
領域24b：送信先ID（Idntification)情報領域
領域24c：送信元ID情報領域
領域24d：データ数、すなわちデータ部のデータ量を示す
領域24e：データ部であり、データ格納領域
領域24f：誤り制御データ（FCS: Frame Check Sequence)
ここで、領域24eに格納されるデータ長は可変である。また、誤り制御データは、領域24b〜24eまでを対象にしている。
【００５４】
もう一つのデータCHパケットである音声用CHパケット26には、５つの領域26a〜26eがある。：
領域26a：フレーム同期（sync）領域
領域26b：送信先ID（Idntification)情報領域
領域26c：送信元ID情報領域
領域26d：データ部であり、データ格納領域
領域26e：誤り制御データ（FCS: Frame Check Sequence)
ここで、領域26a〜26dはデータ長を固定し、これら３つの領域26a〜26dのデータは誤り訂正符号化され、領域26eによって誤り訂正および誤り検出が行われる。誤り訂正は、前方誤り訂正（Forward Error Correction)である。誤り訂正機能は通信の開始時に行わないように選択するようにしてもよい。
【００５５】
前述したように図５の基地局14および子局16を含む無線LANシステム10が有線LANシステムやTEL 110, 114またはPC 108, 112と接続されているそれぞれの場合で、たとえば、データ用CHパケット24の通信とに着目して各部でのオーバーヘッドの関係を説明する（図７を参照）。
【００５６】
子局16とTEL 110, 114またはPC 108, 112のそれぞれとの接続時には、TEL 110, 114またはPC 108, 112対応のオーバーヘッド30a, 30bが領域24eのデータ部の前後に付加されている（図7(a)を参照）。子局16のインターフェース部176では、このオーバーヘッドを解析し、削除する。制御部174では、上述した解析結果を考慮し、無線LANシステム10で規定したオーバーヘッドとして領域24a〜24dおよび領域24fを生成する。生成したオーバーヘッドは、領域24eのデータ部の前に領域24a〜24dとデータ部の後に領域24fがそれぞれ、付加する（図7(b)を参照）。ただし、オーバーヘッドのうち、領域24b, 24c, 24dは無い場合がある。オーバーヘッドを付加したデータ用CHパケット24が子局16から基地局14に無線を介して送信され、供給される。
【００５７】
基地局14では、受信したデータ用CHパケット24のオーバーヘッドを受信制御部68で解析し、データ部を抽出し、無線LANシステム10におけるオーバーヘッドを削除する。そして、解析した結果を考慮しながら、LAN制御部154で無線LANシステム10に接続した有線LAN網116の有線LANシステム対応のオーバーヘッド32a, 32bを生成し、付加する（図7(c)を参照）。基地局14は有線LANシステムに対応したデータパケットを有線LANシステムに出力する。
【００５８】
逆に有線LAN網116から無線LANシステム10を介してTEL 110, 114またはPC 108, 112にデータ転送する場合に、各部でのオーバーヘッドの生成と削除の関係を考慮して行うと有線LAN網116からTEL 110, 114電話またはPC 108, 112と通信が行われることが容易にわかる。
【００５９】
次に、図５に示した無線LANシステム10の場合について、動作手順を説明する。無線LANシステム10は、子局18a, 18b, 18c単独同士の一対一での通信と、基地局14の管理下にあり、基地局14を介した通信とがある。本実施例での動作手順は後者の通信を対象にしている。基地局14および子局18a, 18b, 18cは電源投入後、子局は、基地局14に管理下であることを申請し、基地局14から管理下の認証を得る。認証は、システムとして定めた特定の周波数と特定の符号（拡散符号）を考慮して行われる。また、認証は、一台ずつ行われ、システムの増設または減設のように変更のあるときにも行われる。これは通信の可否が不明になるからである。
【００６０】
認証時に基地局14は、子局18a, 18b, 18cに対して通信に使用する周波数、チップレート、符号割当て等の管理情報を物理層で規定して指示する。このとき、上述した各情報は、それぞれ１つだけが割り当てられるのではなく、複数割り当てられ、使用する場合の優先順位も指定される。これらの割当てや順位の指定は、子局の増加やデータ量の増加にともなって一つの子局の占有時間が長くなることから、一つの組合せだけでは通信できなくなる場合や著しい実行伝送速度の低下を引き起こす可能性を回避するためである。この点については後段で図９を参照しながら説明する。
【００６１】
また、使用する周波数、帯域および拡散符号の指定は、基地局14が他の基地局とのシステム干渉を防止している。管理情報は、あらかじめ格納した基地局14からの供給または有線LANシステムに接続されているサーバー等の上位に位置する装置から供給される。サービスエリア12内の子局18a, 18b, 18cには唯一基地局14から管理情報が供給される。
【００６２】
以下に、より具体的な動作を説明する。基地局14は電源投入後、あらかじめ設定された制御用CHパケット20をサービスエリア12内の子局18a, 18b, 18cに送出する。このとき、物理層14aにて送信電力は半固定に設定される。これによって、半固定のレベル内で音声やデータに対する個々のレベルは保証レベルを確保し、上限レベル以下の範囲で分割設定している。この分割は等分割でもよいし、音声やデータの種類で異ならせてもよい。基地局14は、制御用CHパケット20を設定した一定周期または不定期に送出する。制御用CHパケット20の送出する周期については後段でさらに説明する。
【００６３】
一方、子局18a, 18b, 18cでは電源投入後、あらかじめ決められている基地局14の制御用CHパケット20に対する監視を開始する。子局においても物理層16aにて送信電力は上述したように半固定である。チャネルの監視は、全制御チャネルの周波数に対して受信信号の電界強度を監視する。監視しながら、子局は受信信号のうち、最も強い電界強度の制御用CHパケットを選択する。選択した制御用CHパケットに対して符号同期を試み、基地局14から送信された制御用パケットの受信の可否を監視する。
【００６４】
ここで、監視時間は、十分な電界強度で受信ができる場合、確実なチャネルの捕捉が行われる時間にするとよい。しかしながら、監視時間の時間短縮を図るとき、制御用の拡散符号は、11ビット程度の長さが好ましい。より具体的には、IEEE. Std 802.11規格で使用されているバーガー符号等が有効である。
【００６５】
最も強い電界強度の制御用CHパケットにおいてデータ受信ができなかったならば、子局18a, 18b, 18cのそれぞれは、次に強い電界強度の制御用CHパケットでデータ受信を行い、応答信号を基地局14に送信する。
【００６６】
次に、基地局14は制御用CHパケット20に対する応答信号からエリア12内の子局18a, 18b, 18cの有無を監視する。監視における子局の有無の判断基準は、サービスエリア12内に送信し制御用CHパケット20に対して連続N回の応答が得られた場合、エリア12内に存在すると判断し、連続N回の応答が得られなかった場合、エリア12から出ていったものと判断する。Nの値はたとえば３回程度にするとよい。
【００６７】
ところで、子局に対して装置クラスが設定される。装置クラスは、固定クラスとモバイルクラスとする。基地局14は、子局18a, 18b, 18cが固定クラスで、特にすべて固定クラスと限定されているような場合では送出周期28を一定にし、たとえば１時間に１回送出する。基地局14がこれらの子局18a, 18b, 18cに対して制御用CHパケット20を同一チャネルで送受信すると、図8(a)に示すタイミングで要求と応答が得られる。図8(a)の時間軸に対して上側が要求を送信した場合であり、下側が応答を受信した場合を示している。
【００６８】
基地局14は、このように少なくとも３種類の拡散符号を有している。基地局14は、各子局18a, 18b, 18cと順に対応する制御用CHパケットを時刻t1, t2, t3で送信している。子局18a, 18b, 18cは、図8(b), 8(c), (d)に示すように対応する子局が応答信号を送信している。基地局14の送信は対応する子局18a, 18b, 18cから応答信号を受信次第、空き時間なく、ただちに送信している。
【００６９】
これに対して図示しないが、モバイルクラスは、送出周期28を、たとえば数百ミリ秒に設定して送出する。これにより、基地局14は頻繁な位置確認を行うことができる。また、基地局14はエリア12内にある子局が移動して入った場合にも十分対応でき、後述するようにこの子局が登録済みか新規かの監視も行うことができる。
【００７０】
次に、基地局14は、エリア12内の子局18a, 18b, 18cに対して新規登録要求を送出する。次に、子局18a, 18b, 18cは、新規登録要求を受けて基地局14に新規登録応答を送信する。そして、基地局14は新規登録応答を受信して各子局を登録する。このように監視することにより子局の位置確認が行われる。
【００７１】
ここで、実際にデータCHパケット24, 26について説明する。基地局14は、たとえば図9(a)に示すように、複数の拡散符号a, b, cを有している。拡散符号の長さは、それぞれ異なっている。図9(b), (c)に示すように、子局18a, 18bには、拡散符号b, cがそれぞれ、備えられている。拡散符号a, b, cは、拡散符号a, bをデータ用とし、拡散符号cを音声用として用いる。これは、リアルタイム性の有無に応じて区別している。区別は、基地局14および各子局18a, 18bのそれぞれで判断して、特に規定していない。
【００７２】
図９から明らかなように、扱うデータが音声情報の場合、短い単位パケット長を用い、PC等のようなデータの場合、長い単位パケット長を使用する。このように基地局14は使用可能な音声チャネル／データチャネルの情報を基地局14の使用能力すべてのチャネル情報ではなく、２ないし３チャネル分の情報を送出することでパケット長を短くしている。これはデータCHパケットに限定されるものでなく、制御用CHパケットでも同じく短くしている。図９は時間軸に対して上側が送信、下側が受信を表す。また、時間軸の上下のボックスは、送信または受信する単位パケット長を示している。
【００７３】
次に、基地局14は子局からアクセスが発生した際に、使用可能なチャネルの情報を更新し、基地局14から制御用CH上のこのチャネル情報を用いて、データ送信要求を子局に送信する。そして、子局は基地局14からの応答信号を受信した際に、子局は基地局14と前述したデータまたは音声（Voice）用のデータCHパケットの指定されたチャネルのうち、空いている優先順位の高いものを用いて双方向のデータ通信を行う。
【００７４】
データ通信を行っている子局が子局18a, 18b, 18cの場合、TEL 110, 114またはPC 108, 112から送受信完了を示す通信完了情報が通信を行っている該当の子局に供給されるとき、または基地局14から一定時間のデータ受信ができなかったとき、通信を行っている子局は、TEL 110, 114またはPC 108, 112のうち、通信を行っているTELまたはPCと、基地局14に対して強制的にチャネル解放情報を送出する。そして、通信対象の子局は、使用していたチャネルを開放する。データの受信できなかった一定時間は、たとえば１分程度に設定するとよい。
【００７５】
また、有線LANシステム116からデータ118が無線LANシステム10の基地局14に供給された際に、基地局14は、供給されたデータ118の宛先が現在、無線LANシステム10のエリア12内にある子局かどうかを判断する。宛先の子局がエリア12内に存在しているとき、該当する子局に対して呼出しを行う（呼出要求の送出）。
【００７６】
子局18a, 18b, 18c側では、該当の子局の一つに供給された呼出要求に対して使用可能なチャネルを用いて呼出応答を行う。子局は、このとき、接続されているTELまたはPCに対してもデータが供給されている旨の情報を通知する。ただし、この通知はTELまたはPCとの通信プロトコル上で適宜に応じて行えばよい。基地局14は子局からの呼出応答を受けた際に、制御用CHパケットにより、対象の子局に対してデータCHパケットへの移行を指定した上で、有線LANシステム116と子局18a, 18b, 18cの該当する子局とそれぞれ通信接続におけるネゴシエーションをとってコネクションを確立した後、データ通信を行う。
【００７７】
基地局14や子局18a, 18b, 18cは、無線LANシステム10内での通信中に一定時間データ受信がないとき、TEL 110, 114またはPC 108, 112から送受信完了を示す通信完了情報が通信を行っている子局に供給されるとき、または基地局14から一定時間（たとえば、１分間程度）のデータ受信ができなかったとき、通信を行っている子局は、TEL 110, 114またはPC 108, 112のうち、通信を行っているTELまたはPCと、基地局14に対して強制的にチャネル解放情報を送出する。基地局14は、有線LANシステム116に対しても切断されたことを示す切断情報を適宜に送出する。逆に、有線LANシステム116から切断情報が供給されたとき、基地局14は該当する子局にチャネル解放情報を送信し、チャネルを解放する。
【００７８】
無線LANシステム10における通信では、図９に示すように、CDMAを用いて同じチャネル内で送受信を切り換えて行われている。CDMAを用いていることから符号間の干渉がなく、同じ拡散符号を用いる基地局14と子局間で送信（下り回線）と受信（上り回線）のデュプレクスを行っている。特に、同じ基地局14と子局18aの組が拡散符号bを用い、基地局14と子局18bの組が拡散符号cを用いるように一つの組の拡散符号を同じにして送受信を行い、送受信が同じ組で重ならないように切り換えて行われている。この双方向通信方式をTDD（Time Division Duplex）モードという。
【００７９】
また、これまで述べてきたように図５の無線LANシステム10での基地局14は一つであったが、複数の基地局130, 132, 134を具備するようにしてもよい。複数の基地局130, 132, 134は、サービスエリアとしてそれぞれの領域を占有する（図示せず）。基地局130, 132, 134は、図10(b), (c), (d)に示すように所定の周期Tの間隔に設けるタイムスロットでそれぞれの制御用CHパケットを送信している。基地局は自局の範囲内に子局が存在するか応答を監視している。図9(e)の子局130aは、基地局130のエリア内にあって、基地局130からの制御用CHパケットに含まれる制御情報を受信して、子局130aは応答パケットを基地局130に送信する（図9(e)を参照）。同様に、基地局132も所定のタイムスロットで制御用CHパケットを送信し、エリア内の子局132a, 132bは応答パケットを送信している（図9(f), (g)を参照）。
【００８０】
このように各基地局130, 132, 134が所定の周期Tの間隔で送信を行うことから、子局を新規登録する場合、たとえば、モバイルクラスの子局がサービスエリア内に入ってから登録完了するまでに要する時間が延びることになる。しかしながら、子局は無線通信を行う最適な基地局の選択に要する時間を短縮することができる。これら２つの点を総合的に考慮すると、登録に要する時間はこれまでと同程度の時間で済ますことができる。
【００８１】
このように構成することにより、各子局ごとに通信内容に応じた別のチャンネルを指定して、リアルタイム性の高い音声情報の通信と通常のデータ情報の通信が独立して行うことができることから、VoIPのようなIP網での音声通信を無線LANシステムに適用しても他の通信によって生じる遅延をなくし、有線LANと同等の品質を確保することができる。
【００８２】
また、データCHパケットを情報量および情報の質に応じて、たとえば音声用とデータ用に無線区間上のパケット構成を選択して用いることにより、上述した遅延をより小さくすることができ、音声用のパケットに対する処理において、誤り検出シーケンスだけでなく、前方誤り訂正（FEC: Forward Error Correction)を行うことが可能になる。したがって、無線LANシステムにおける通信は、無線特有の瞬間的な電界強度の変動による軽微な誤りを訂正することで、断続的な音声の途切れを防止し、通信のQoS（Quality of Service）を確保することができる。
【００８３】
さらに、パケットの構成だけでなく、情報の伝送速度も変えることができるので、無線LANシステムでは情報の伝送速度と拡散符号の速度（チップレート）との比で表す拡散利得を一定に保持したまま通信を行う、直接スペクトラム拡散方式の利点を活かして、使用帯域を節約することもできる。
【００８４】
本発明の無線LANシステムを適用した他の実施例を説明する。本実施例は、無線LANシステム200にIMT-2000（International Mobile Telecommunications-2000)という移動通信システムにおけるTDDモードを適用する。このシステム200はサービスエリア202の構成および方式だけが異なり、その他に関しては前述した実施例に同じである。このため、IMT-2000仕様の基地局204が及ぼすサービスエリア202内の構成に限定して説明する（図11を参照）。
【００８５】
エリア202内には子局に相当するIMT-2000仕様の携帯電話機206, 208がある。基地局204はN台の携帯電話機の接続が可能である。携帯電話機206には、IMT-2000にて規定または勧告されている外部インターフェースを介してPC 210が接続されている。電話機206は、基地局204やPC 210から供給されるデータ206aの受信や基地局204への送信を行っている。
【００８６】
無線LANシステム200は、基地局204と有線LANシステム300とを有線信号線212を介して接続するようにしてもよい。また、無線LANシステム200は、別な方式である無線アクセス装置（以下、単に無線装置という）214と有線信号線216を介して接続してもよい。無線装置214は、他の無線装置218と無線通信を行う。また、無線装置218は、有線LANシステム300と有線信号線220を介して接続され、通信を行う。
【００８７】
IMT-2000仕様の無線LANシステム200は、前述した実施例における特徴をほぼ満足し、かつ送信電力制御も行っていることから、チャネルの利用効率をより一層高めることができる。子局として用いる携帯電話機は、エリア外（構外）で公衆回線網に接続でき、エリア内（構内）で無線LANを経由してVoIPモードにて使用することができる。ただし、この場合無線LANシステム200に対応する携帯電話機側は、通常、公衆回線網で用いられるFDD（Frequency Division Duplex）モードの他に、周波数対応も含めてTDDモードに対応させた構成にしておくとよい。IMT-2000仕様を無線LANシステム200に適用することにより、システムで用いるベースバンド部の処理を行っている回路、LSI（Large-Scale Integration）等を新規に開発しなくて済ますことができ、装置コストを大幅に低減することができる。
【００８８】
なお、本発明の実施例は、前述した実施例に限定されるものでなく、基地局の接続先は構内交換機（PBX）でもよいし、宅内で無線LANシステムを使用する場合ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）、ISDN（Integrated Services Digital Network)等の公衆回線網でもよい。また、無線LANシステムに前述した実施例のCDMA方式およびIMT-2000仕様の基地局を備え、CDMA方式の子局またはIMT-2000仕様の携帯電話機とでシステムを構成するようにしてもよい。
【００８９】
以上のように構成することにより、リアルタイム性が混在する個々のデータを考慮して通信の独立性を確保しているので、無線LANを行ってもリアルタイム性の要求される、たとえば音声情報の通信を行っても遅延なく、有線LANシステムの場合と同等の品質を保って通信することができる。パケットのデータ構造を制御用、音声用、およびデータ用に応じて所定の構造に分けて供給し、誤り訂正までも行えるようにしてQoSを確保することができ、使用帯域の節約も行うことができる。これらにより、無線LANシステムは干渉の低減、周波数の有効利用および通信する信号のQoSを確保することができる。
【００９０】
【発明の効果】
このように本発明の無線LANシステムによれば、直接スペクトル拡散方式に対応した送信手段および受信手段を用い、送信手段の各送信制御手段で複数の情報送信手段が使用する帯域および周波数ならびに情報信号の伝送にパケットを、情報信号の種類および／または情報量に応じて選択し、拡散した情報信号の送信電力を半固定に制御し、情報送信手段で情報信号と用意した複数の拡散符号の一つとをそれぞれ乗算させ、受信手段の各情報受信手段で、受信した情報信号を同期検波し、用意した逆拡散用の符号の一つと検波した情報信号とをそれぞれ乗算させ、得られた情報信号の相関をとって元の情報信号を取り出し、受信制御手段で取り出したそれぞれに拡散した情報信号の受信電力を半固定にし、かつ各情報信号のレベルを保証する制御を行い、基地局に第１の通信接続手段を介して有線LANと接続し、子局に第２の通信接続手段を介して公衆回線または情報処理手段と接続して、各チャネルに割り当てた拡散した情報信号の干渉を発生させることなく、基地局と子局の通信を行うことにより、無線LANであっても異なる種類のデータ、たとえばリアルタイム性の有無に特徴のある音声とデータ等が混在しても両方を同時に通信することができ、無線LANシステムは干渉の低減、周波数の有効利用および通信する信号のQoSを確保することができる。
【００９１】
また、本発明の無線LANシステムの通信方法によれば、複数の拡散符号を用意した符号分割多元接続方式で、送信電力を半固定で用いて、情報信号の種類や量に応じて情報信号が用いる帯域および周波数ならびに情報信号を伝送するパケットの構造をそれぞれ選択して情報信号を伝送手順に従って伝送しているので、各チャネルに割り当てた拡散した情報信号の干渉を発生させることなく、リアルタイム性が考慮して情報信号の遅延をなくし、周波数の有効利用を行って基地局と子局の通信を行うことにより、無線LANであっても異なる種類のデータ、リアルタイム性の有無に特徴のある、たとえば音声とデータ等が混在しても両方を同時に通信することができ、通信する信号のQoSを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線LANシステムの概略を説明する図である。
【図２】図１の無線LANシステムに用いる基地局の概略的な構成を示すブロック図である。
【図３】図２の基地局における送信制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】図１の無線LANシステムに用いる子局の概略的な構成を示すブロック図である。
【図５】図１の無線LANシステムにおけるシステム構成と接続関係の一例を示す図である。
【図６】図１の無線LANシステムで用いる各パケットの構造を示す図である。
【図７】図１の無線LANシステムでの各転送におけるデータパケットとオーバーヘッドの関係を説明する図である。
【図８】図５の無線LANシステムにおける制御用CHパケットの送受信関係を示すタイミングチャートである。
【図９】図１の無線LANシステムで用いるパケットの種類に応じた符号の関係を説明する図である。
【図１０】図５の無線LANシステムに複数の基地局を用いた際の制御用CHパケットの送受信関係を示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明の無線LANシステムにおける他の実施例のシステム構成および接続関係を示す図である。
【符号の説明】
10 無線LANシステム
12 サービスエリア
14 基地局
16, 18a, 18b, 18c 子局
14a, 16a 物理層
14b, 16b データリンク層
14c, 16c ネットワーク層
140, 160 MAC副層
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線LANシステムおよびその通信方法に関し、たとえば構内または宅内の基地局でLANのサービス領域を形成し、このサービス領域内に含まれる子局とで通信するシステムに用いて好適で、通信方法は供給するマルチメディア通信等の情報信号に対応して制御しながら通信する方法である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の構内または宅内における無線LAN通信方式は、主に、IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers: 米国電気電子技術者協会)802.11bで規定された方式が用いられている。この方式の特徴は、直接スペクトラム拡散方式を無線方式に用い、CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance：搬送波感知多重アクセス／衝突回避）を多重化方式として用いてデータ通信を行っている。
【０００３】
無線LANでは、一般的に衝突検出しようとしても送信電力と受信電力との差が大きく送信電力によって受信電力が打ち消されることからCSMA/CA方式が用いられている。この方式には、LANの概念を導入した基地局を要さないDCF（Distributed Coordination Function)とポイントになる基地局を設定するPCF（Point Coordinated Function)アクセス方式がある。
【０００４】
直接スペクトラム拡散方式は、耐雑音性、耐干渉性、秘匿性に優れていることから、近年携帯電話に利用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これに対して、アクセスポイントである無線LAN基地局と子局（移動局)とで形成される一つの無線LANシステムの構築される場合がある。この場合、システム内で拡散符号は一つしか使用しない。このため、多重化方式としてはCSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection：搬送波感知多重アクセス／衝突検出）が用いられている。CSMA/CD方式は、他局が電波を発信していないかどうかの検出を行ってアクセスする方式である。したがって、この方式では衝突の検出時間が伝送時間に含まれることになる。
【０００６】
そして、このCSMA/CD方式では１システム内の実行伝送速度は、上述した検出時間を含むこと等により通信路の伝送速度の70％程度しか確保できないことが知られている。これは、上述した衝突防止のための検出時間の他に、さらに、オーバーヘッド部分の情報付加により伝送する情報量が減ることに起因して生じる。
【０００７】
また、CSMA/CD方式でリアルタイム性の有無が考慮される、たとえば音声／ファイルデータとそれぞれ異なるタイプの情報が混在しても、両方の情報は同じ方式で通信される。このことから、結果的にリアルタイム性の要求される音声情報が待たされる場合が発生する。この場合、音声は遅延して供給され、音途切れを生じることになる。
【０００８】
加えて、前述した規格の従来の方式（CSMA/CD方式）は、通信手順として誤り検出機能を備えているが、誤り訂正機能を含んでいない。このため、無線区間で発生した誤りは上位の通信手順で保証していた。通常この保証は、上位手順における再送機能で行っている。しかしながら、音声情報は情報そのものにリアルタイム性が要求されるので、再送による遅延は許容できない。したがって、遅延の原因となる、構内や宅内のように、人が動くことで通信路の遮断等が生じて受信電波強度が変化する伝搬環境下では、音声情報の途切れが頻繁に発生してしまう。
【０００９】
音途切れを抑制するには、一つの基地局のサービス範囲を狭くし、かつ受信電界強度を保証するか、各端末装置の出力電力を大きくするしかない。このうち、後者の方法は、出力電力にともなう他局との干渉が問題になる。
【００１０】
このように無線LANシステムにCSMA/CD方式を適用してもこの方式による遅延と無線区間における電波環境の変化による誤りの発生により、音声情報とデータを同時に伝送するシステムの構築が困難であった。
【００１１】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、無線LANにおけるリアルタイム性の有無を特徴とする情報信号が混在した伝送を行っても有線LANと同等の品質で通信することのできる無線LANシステムおよびその通信方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、情報信号の通信があるサービス領域内に限定され、この領域内に配設された基地局と子局との間の通信が無線により行われる無線LANシステムにおいて、このシステムは、基地局と子局とにそれぞれ、情報信号の周波数を拡散する方式に直接スペクトル拡散方式を用い、情報信号に拡散処理を施して送信する送信手段、およびこの送信された情報信号を受信し、この受信した情報信号に逆拡散処理を施し受信する受信手段を含み、送信手段は、情報信号を拡散させる複数の拡散符号を用意し、方式において情報信号と複数の拡散符号の一つとをそれぞれ乗算させる複数の情報送信手段と、この複数の情報送信手段が使用する帯域および周波数ならびに情報信号の伝送に用いるパケットを、情報信号の種類および／または情報量に応じて選択し、拡散した情報信号の送信電力を半固定に制御する送信制御手段とを含み、さらに、受信手段は、受信した情報信号と同期検波し、この検波した情報信号に対する逆拡散用の符号を複数用意し、検波した情報信号と逆拡散用の符号の一つとをそれぞれ乗算させ、得られた情報信号の相関をとって送信手段から供給される元の情報信号を取り出す複数の情報受信手段と、この複数の情報受信手段からのそれぞれに拡散した情報信号の受信電力を半固定にし、かつ各情報信号のレベルを保証する制御を行う受信制御手段とを含み、基地局は有線LANと通信接続する第１の通信接続手段を有し、子局は公衆回線または情報信号に処理を施す情報処理手段と接続する第２の通信接続手段を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の無線LANシステムは、直接スペクトル拡散方式に対応した送信手段および受信手段を用い、送信手段の各送信制御手段で複数の情報送信手段が使用する帯域および周波数ならびに情報信号の伝送にパケットを、情報信号の種類および／または情報量に応じて選択し、拡散した情報信号の送信電力を半固定に制御し、情報送信手段で情報信号と用意した複数の拡散符号の一つとをそれぞれ乗算させ、受信手段の各情報受信手段で、受信した情報信号を同期検波し、用意した逆拡散用の符号の一つと検波した情報信号とをそれぞれ乗算させ、得られた情報信号の相関をとって元の情報信号を取り出し、受信制御手段で取り出したそれぞれに拡散した情報信号の受信電力を半固定にし、かつ各情報信号のレベルを保証する制御を行い、基地局に第１の通信接続手段を介して有線LANと接続し、子局に第２の通信接続手段を介して公衆回線または情報処理手段と接続することにより、各チャネルに割り当てた拡散した情報信号の干渉を発生させることなく、基地局と子局の通信を行う。
【００１４】
また、本発明は上述の課題を解決するために、情報信号の通信をあるサービス領域内に限定して、この領域内に配設された基地局と子局との間の通信に無線を用いて行う無線LANシステムの通信方法において、この方法は、基地局と子局とのアクセス方式を情報信号の拡散に複数の拡散符号を用意した符号分割多元接続方式にし、この拡散した情報信号の送信電力を半固定にして、情報信号の種類や量に応じて情報信号が用いる帯域および周波数ならびに情報信号を伝送するパケットの構造をそれぞれ選択して情報信号を伝送手順に従って伝送することを特徴とする。
【００１５】
本発明の無線LANシステムの通信方法は、複数の拡散符号を用意した符号分割多元接続方式で、送信電力を半固定で用いて、情報信号の種類や量に応じて情報信号が用いる帯域および周波数ならびに情報信号を伝送するパケットの構造をそれぞれ選択して情報信号を伝送手順に従って伝送することにより、各チャネルに割り当てた拡散した情報信号の干渉を発生させることなく、リアルタイム性考慮して情報信号の遅延をなくし、周波数の有効利用を行って基地局と子局の通信を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による無線LANシステムの実施例を詳細に説明する。
【００１７】
本実施例は本発明と直接関係のない部分について図示および説明を省略する。
ここで、信号の参照符号はその現れる接続線の参照番号で表す。
【００１８】
本実施例の無線LANシステム10は、図１に示すサービスエリア12内に基地局（AP: Access Point）14と子局（STA: STAtion）16とを含む。無線LANシステム10の概要は、基地局14および子局16ともに階層的に物理層14、データリンク層16およびネットワーク層18があり、物理層14a, 16aを無線方式として直接スペクトラム拡散方式を用い、拡散符号を複数有する。そして、物理層14a, 16aは、電気的・機械的な規約等を定めている。
【００１９】
物理層14a, 16aの上位に位置するデータリンク層14b, 16bには、LLC副層（Logical Link Control sublayer）とMAC副層（Media Access Control sublayer）140, 160がある。LLC副層はそれぞれ種々のMAC副層とネットワーク層14c, 16cとの間を仲介し、アクセス制御の相違を吸収する階層部分である。
【００２０】
MAC副層140, 160ではデータリンク層パケット（フレーム）の構成、受け渡し手順、誤り検出方法等が規定されている。一般的に無線LANにおけるMAC副層140, 160ではCSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が用いられるが本実施例の多重化方式はCDMA（Code Division Multiple Access)方式を用いている。
【００２１】
また、基地局14と子局16における送信電力は半固定的にしている。本実施例では、送信電力の上限レベルを設定して、各チャンネルの電力は厳密に規定していない。ただし、無線LANシステム10の送信電力を基地局14, 子局16では、受信電界強度を保証するように制御させている。
【００２２】
基地局14は、信号線142を介して既存のLANと接続し、子局16は、信号線162を介して公衆回線やパーソナルコンピュータ等の情報機器と接続している。無線LANシステム10とこれらの周辺のネットワークや機器との接続については後段で説明する。
【００２３】
無線LANシステム10の基地局14には、アンテナ144、デュプレックサ部（DUPlexer: 以下、DUPという)146、加算器148、送信部150、受信部152、LAN制御部154、LANインターフェース部156および電源部158が含まれている（図２を参照）。アンテナ144は、基地局14からの送信出力電力の放射（送信)および子局16からの受信電波を効率よく受信を行う線状アンテナで、送受信における共通アンテナである。
【００２４】
DUP 146は、送信信号14dのアンテナ144への送出とアンテナ144からの受信信号14eとを分離して同時に接続可能にし、かつ独立に各部へと伝送する機能を有する装置である。加算器148は、供給される送信部150から送信される情報信号150a, 150bを合成する役割を果たしている。
【００２５】
送信部150は、本実施例において２系統の情報送信部150A, 150Bを具備している。送信部150は２系統に限定するものでなく、Ｎ系統にしてもよい。情報送信部150A, 150Bは、同じ構成要素を有している。そこで、情報送信部150Aを用いて概略的な構成を説明する。
【００２６】
情報送信部150Aには、送信制御部50、送信ベースバンド部52（以下、送信BB部という）、送信IF部54、自動ゲイン制御アンプ（Automatic Gain Controlled Amplifier: 以下、AGCアンプという）56、BPF（Band Pass Filter)58および電力増幅部（以下、PA: Power Amplifierという)60が備えられている。送信制御部50は、LAN制御部154から供給されるデータに対するオーバーヘッドの付加および誤り検出を行う機能を有する。この機能を実現するために、送信制御部50は、フォーマット格納部50a、データ格納部50bおよびCPU（Central Processing Unit：以下、CPUという)50cを含んでいる。この構成は、送信制御部50に限定されるものでなく、後述する受信制御部や子局16側での制御部でも同様の構成である。
【００２７】
フォーマット格納部50aはオーバーヘッドに関するフォーマット情報やこのフォーマット情報等に基づく処理手順や物理層に規定されているパラメータ等を記憶するようにROM（Read Only Memory）を用いている。データ格納部50bは供給されるデータを一時的に記憶するRAM（Random Access Memory）である。CPU 50cは、フォーマット格納部50aの動作手順に応じてデータ格納部50bのデータに対して処理を施す。また、フォーマット格納部50aには、たとえば音声やデータといった情報の種類に応じた使用帯域および使用周波数等の情報が格納されている。CPU 50cは、配設されている水晶発振器50dが生成するクロックに応じて動作する。
【００２８】
フォーマット格納部50a、データ格納部50bおよびCPU 50cは、バス50eと信号線50f, 50g, 50hを介してそれぞれ接続されている。CPU 50cは、処理を施す際にフォーマット格納部50aからの処理手順だけでなく、情報の種類や量に対応して周波数や帯域の情報の中から選択し、これら選択した情報を含むデータ50fとデータ格納部50bから読み出したデータ50gを信号線50hを介して取り込み、各処理を施してふたたび信号線50hを介してバス50eに出力する。送信制御部50は、処理の施したデータ50hを送信BB部に出力する。
【００２９】
図２に戻って、送信BB部52には、図示しないが拡散符号を生成する符号生成部と、この符号生成部からの拡散符号と供給されるデータ50hとの乗算を行う乗算器を有する。送信BB部52は、符号生成部を複数有してもよいが、情報送信部150Aとして用いる拡散符号は１つである。多元接続を同時にする場合、情報送信部を複数持つことになる。
【００３０】
送信BB部52は、狭帯域にあるデータ50hにはるかに広帯域な拡散符号を乗算することにより周波数が広帯域に拡散された拡散信号52aを送信IF部54に出力する。また、送信BB部52は、送信する信号の電界強度を保証し、所定のレベル以上になるようにAGCアンプ56に対して制御信号52bを供給する。
【００３１】
送信IF部54は、キャリア信号を生成する中間周波数生成部と、ベースバンドの拡散信号52aをキャリア信号と乗算してキャリアに乗せる周波数のアップコンバート部とを有する（図示せず）。送信IF部54は、周波数変換を拡散信号52aに施して変調することによってベースバンドからより高い周波数帯に移動させている。ここでの中間周波数の設定には、たとえば送信制御部50で選択した周波数を用いる（図示せず）。送信IF部54は、アップコンバートした拡散信号54aをAGCアンプ56に出力する。AGCアンプ56は、拡散信号54aに対するレベル制御を行って所定のレベルの拡散信号56aにしてレベル保証してBPF 58に出力する。なお、信号レベルの制御は、送信制御部50から行うようにしてもよい。
【００３２】
BPF 58は、CDMA方式において帯域を固定的にしてTDD（Time Division Duplex)モードを行うように配設されている。BPF 58は、図示しないが帯域を送信制御部50で選択した使用帯域を用いる。TDDモードとの関係については後段でさらに説明する。BPF 58は所定の帯域に限定された拡散信号58aをPA 60に出力する。PA 60は供給された拡散信号58aに対して電力を増幅し、情報送信部150Aの出力として加算器148に出力する。
【００３３】
本実施例において受信部152も２系統の情報受信部152A, 152Bを備えている。また、受信部152はＮ系統でもよいことは言うまでもない。情報受信部152A, 152Bは、拡散符号が異なる点を除いて同じ構成であるから、説明の簡略化を図るため情報受信部152Aについて説明する。情報受信部152Aには、AGCアンプ62、受信IF部64、受信BB（Base Band)部66および受信制御部68が備えられている。情報受信部152Aは、基本的に前述した情報送信部150Aの処理と逆の処理を行っている。DUP 146は受信した拡散信号14eを送信する拡散信号14dと分離して受信部152に出力する。
【００３４】
AGCアンプ62は、受信した拡散信号14eに対して受信BB部66からの制御信号66aに応じて信号のレベルが所定以上のレベルになるように調整する。調整した拡散信号62aを受信IF部64に供給する。ここで、拡散信号62aは、後述する子局であらかじめ帯域の固定された信号である。
【００３５】
受信IF部64は、キャリア信号を生成する中間周波数生成部と、拡散信号62aとキャリア信号とを乗算して拡散信号62aの広帯域化された周波数をベースバンドに落とす周波数のダウンコンバート部とを有する（図示せず）。受信IF部64は、周波数変換を拡散信号62aに施して変調することによって高い周波数帯から低いベースバンドに移動させている。受信IF部64は、ベースバンドを周波数中心とする拡散信号64aを受信BB部66に出力する。
【００３６】
受信BB部66には、図示しないが、受信した拡散信号に対する同期を抽出する同期検波部、拡散符号を生成する符号生成部、生成した拡散符号と拡散信号64aとを乗算する乗算器およびローパスフィルタを有する。ここで、生成する拡散符号は送信元と同じ拡散符号を生成している。乗算器で同期を考慮して乗算した結果をローパスフィルタに供給する。ローパスフィルタでは、相関処理をとって、相関のあるベースバンド信号66aだけを取り出す。相関のない信号は０になるので求める信号だけを取り出すことができ、かつ取り出した信号に何等影響しない。受信BB部66は、取り出したベースバンド信号（受信データ)66aを受信制御部68に供給する。
【００３７】
受信制御部68は、図３に示した送信制御部50と同じ構成で、供給される受信データ66aからオーバーヘッダ部の部分を削除する。受信制御部68はAGCアンプ62のレベル制御をしてもよい。受信制御部68は、取り出した受信データ68aを情報受信部152Aの出力としてLAN制御部154に供給する。また、情報受信部154Bは取り出した受信データ68bを情報受信部152Bの出力としてLAN制御部154に供給する。
【００３８】
LAN制御部154は、既存の有線LANシステムとの接続における送受信を行うように管理する機能を有する制御部である。すなわち、この有線LANシステムから送信部150にデータ154a, 154bを出力する際に有線LANシステムにともなって付加されているオーバーヘッダ部の解析・削除等の処理を制御に応じて行い、受信部152から有線LANシステムにデータ68a, 68bを出力する際に基地局14と子局16の無線LANシステム10の間で使用されているオーバーヘッド部の解析結果を用いて有線LANシステムに対するオーバーヘッド部の生成を制御に応じて行う。LAN制御部154は、LANインターフェース部156と信号線154cを介して接続している。
【００３９】
LANインターフェース部156は、有線LANシステムと信号線142を介して接続し、相互にデータをやりとりしている。LANインターフェース部156は、有線LANシステムの物理層における電気的・機械的な接続に合わせた処理を行う。
【００４０】
電源部158は、各部に所定の電圧を供給する機能を有する。電源部158にはLANインターフェース部156からの電源供給156aまたは電源端子164を介した電源供給156bが行われる。電源部158は、各部への駆動に要するそれぞれの電圧にして駆動電源158cを供給している。
【００４１】
次に子局16の構成について図４を参照しながら、簡単に説明する。子局16は、前述した基地局14と同じ構成要素を有している。同じ名称が付されている構成要素は基地局14での説明と重複するので省略する。子局16には、アンテナ166、DUP 168、無線部170、ベースバンド部（以下、BBという）172、制御部174、インターフェース部176および電源部178が備えられている。
【００４２】
無線部170には、送信部170Aと受信部170Bがある。送信部170Aには、送信IF部70、AGCアンプ72、BPF 74およびPA 76が含まれ、受信部170Bには、AGCアンプ78および受信IF部80が備えられている。無線部170は、送信において送信部170AからDUP 168に、BB部172からの拡散信号82aに対してアップコンバートし、所定の信号レベルに調整し、帯域制限を受け、そして電力増幅した高周波信号16dを供給し、受信においてDUP 168で分離した高周波信号16eに対して信号レベル調整を行い、ダウンコンバートした信号80aにしている。AGCアンプ72, 78は、BB部172からそれぞれ、供給される制御信号82b, 84aに応じてレベル調整を行う。AGCアンプ72, 78の制御は、制御部174から行うようにしてもよい。
【００４３】
BB部172には、送信BB部82および受信BB部84がある。送信BB部82および受信BB部84には子局16を特徴付ける拡散符号が用意されている。送信BB部82は、制御部174から供給される信号174aに対してベースバンドから広帯域な拡散信号82aに拡散処理して無線部170に出力し、受信BB部84は、無線部170から供給される信号80aに対して逆拡散処理を施して制御部174に出力している。
【００４４】
制御部174は、基本的に、図３に示した送信制御部50と同じ構成要素を含んでいる。制御部174は、インターフェース部176からのデータ176aを送信する際に、無線LANシステム10における送信データ用のフォーマット、すなわち付加するオーバーヘッド部の生成および誤り検出を行ったデータ174aをBB部172に送出する。制御部174は誤り検出だけでなく、さらに、誤り訂正も行うようにしてもよい。また、制御部174は、受信BB部84からの受信信号84bを入力してインターフェース部176に出力する際に、受信信号84bに含まれるデータパケットを取り出す処理を行う。この取出し処理は、無線LANシステム10において使用したオーバーヘッド部の削除を行っている。制御部174は取り出したデータパケット176aをインターフェース部176に送る。
【００４５】
インターフェース部176は、子局16と接続する装置・機器との電気的・機械的な合わせ込みを行うとともに、送受信に応じた処理を行う機能を有する。インターフェース部176は、たとえば、ここでは図示しない電話やパーソナル・コンピュータ等とデータ176b, 176cをやり取りする。送受信に応じた処理として電話やパーソナル・コンピュータからのデータを受信する際にオーバーヘッド部の解析・解除を行い、電話やパーソナル・コンピュータにデータを送出する際に送出するデータの生成を行っている。
【００４６】
電源部178は、外部から供給された電源電圧178aを子局16内部の各部が使用する電圧・電流を供給する機能を有している。電源部178は、各部の使用する電圧・電流にされた給電178bを各部に出力する。
【００４７】
このように無線LANシステム10の基地局(AP) 14および子局(STA) 16が構成されている。無線LANシステム10は、図５に示すようにサービスエリア12内に、たとえば１台の基地局14と３台の子局18a, 18b, 18cがある場合である。子局18a, 18b, 18cには、それぞれ、信号線100〜106を介してパーソナル・コンピュータ(PC：Personal Computer) 108、電話機(TEL: TELephone) 110、ならびにPC 112およびTEL 114が接続されている。また、基地局14は、有線LANシステムが構築した有線LAN網116と信号線118を介して接続している。なお、有線LANシステムは、他のサービスエリア120にも信号線122で接続している。
【００４８】
無線LANシステム10においてMAC層でのアクセス方式にCDMA方式を用いることはすでに述べた。次に、CDMA方式において用いる制御用チャネル（以下、CHと略す）パケットとデータCHパケットについて説明する（図６を参照）。データCHパケットは、後述するデータ用CHパケットと総称を区別するため本実施例ではこの名称にしている。
【００４９】
制御用CHパケットは、２種類用意する。これが基地局14が生成し子局16に送信する場合の制御用CHパケット20（図6(a)を参照）と子局16が生成し基地局14に送信する場合の制御用CHパケット22（図6(b)を参照）である。制御用CHパケット20は、６つの領域20a〜20fに分けている。各領域は次のように規定している。：
領域20a：フレーム同期（sync）領域
領域20b：基地局14のID（Identification)情報領域
領域20c：使用可能な音声（V)用CH番号の情報領域でｎチャネル分を表示
領域20d：使用可能なデータ（D)用CH番号の情報領域でｎチャネル分を表示
領域20e：制御情報領域で位置確認要求・新規登録要求・呼出し要求・チャネル解放のいずれか
領域20f：フレームチェックシーケンスの領域で、誤り制御用データ（FCS: Frame Check Sequence)。
【００５０】
ここで、位置確認要求は、基地局14のサービスエリア12内に存在する子局16に対して応答するように要求する情報である。新規登録要求は、新規にサービスエリア12内に入ってきた子局16に対して登録要求を出すように要求する情報である。呼出し要求は、子局16に対して通信を要求する情報である。この情報内には子局16のID情報と応答すべきCH番号が含まれている。ここでのID情報はアドレス情報等である。
【００５１】
また、制御用CHパケット20は、４つの領域22a〜22dに分けている。各領域は次のように規定している。：
領域22a：フレーム同期（sync）領域
領域22b：子局16のID（Identification)情報領域
領域22c：制御情報領域で位置確認応答・新規登録応答・呼出し応答・データ通信要求・チャネル解放のいずれか
領域22d：フレームチェックシーケンスの領域で、誤り制御用データ（FCS: Frame Check Sequence)。
【００５２】
ここで、位置確認応答は、位置確認要求に対する応答情報である。新規登録応答は、基地局14への新規登録に対する応答情報である。呼出し応答は、呼出し要求に対する応答情報である。データ通信要求は、データ通信を行うことを要求する情報である。チャネル解放は、チャネルを解放することを通知する情報である。
【００５３】
次に、データCHパケットについて説明する（図6(c), (d)を参照）。データCHパケットはデータ用と音声用とを設ける。データ用CHパケット24は、６つの領域24a〜24fに分けている。：
領域24a：フレーム同期（sync）領域
領域24b：送信先ID（Idntification)情報領域
領域24c：送信元ID情報領域
領域24d：データ数、すなわちデータ部のデータ量を示す
領域24e：データ部であり、データ格納領域
領域24f：誤り制御データ（FCS: Frame Check Sequence)
ここで、領域24eに格納されるデータ長は可変である。また、誤り制御データは、領域24b〜24eまでを対象にしている。
【００５４】
もう一つのデータCHパケットである音声用CHパケット26には、５つの領域26a〜26eがある。：
領域26a：フレーム同期（sync）領域
領域26b：送信先ID（Idntification)情報領域
領域26c：送信元ID情報領域
領域26d：データ部であり、データ格納領域
領域26e：誤り制御データ（FCS: Frame Check Sequence)
ここで、領域26a〜26dはデータ長を固定し、これら３つの領域26a〜26dのデータは誤り訂正符号化され、領域26eによって誤り訂正および誤り検出が行われる。誤り訂正は、前方誤り訂正（Forward Error Correction)である。誤り訂正機能は通信の開始時に行わないように選択するようにしてもよい。
【００５５】
前述したように図５の基地局14および子局16を含む無線LANシステム10が有線LANシステムやTEL 110, 114またはPC 108, 112と接続されているそれぞれの場合で、たとえば、データ用CHパケット24の通信とに着目して各部でのオーバーヘッドの関係を説明する（図７を参照）。
【００５６】
子局16とTEL 110, 114またはPC 108, 112のそれぞれとの接続時には、TEL 110, 114またはPC 108, 112対応のオーバーヘッド30a, 30bが領域24eのデータ部の前後に付加されている（図7(a)を参照）。子局16のインターフェース部176では、このオーバーヘッドを解析し、削除する。制御部174では、上述した解析結果を考慮し、無線LANシステム10で規定したオーバーヘッドとして領域24a〜24dおよび領域24fを生成する。生成したオーバーヘッドは、領域24eのデータ部の前に領域24a〜24dとデータ部の後に領域24fがそれぞれ、付加する（図7(b)を参照）。ただし、オーバーヘッドのうち、領域24b, 24c, 24dは無い場合がある。オーバーヘッドを付加したデータ用CHパケット24が子局16から基地局14に無線を介して送信され、供給される。
【００５７】
基地局14では、受信したデータ用CHパケット24のオーバーヘッドを受信制御部68で解析し、データ部を抽出し、無線LANシステム10におけるオーバーヘッドを削除する。そして、解析した結果を考慮しながら、LAN制御部154で無線LANシステム10に接続した有線LAN網116の有線LANシステム対応のオーバーヘッド32a, 32bを生成し、付加する（図7(c)を参照）。基地局14は有線LANシステムに対応したデータパケットを有線LANシステムに出力する。
【００５８】
逆に有線LAN網116から無線LANシステム10を介してTEL 110, 114またはPC 108, 112にデータ転送する場合に、各部でのオーバーヘッドの生成と削除の関係を考慮して行うと有線LAN網116からTEL 110, 114電話またはPC 108, 112と通信が行われることが容易にわかる。
【００５９】
次に、図５に示した無線LANシステム10の場合について、動作手順を説明する。無線LANシステム10は、子局18a, 18b, 18c単独同士の一対一での通信と、基地局14の管理下にあり、基地局14を介した通信とがある。本実施例での動作手順は後者の通信を対象にしている。基地局14および子局18a, 18b, 18cは電源投入後、子局は、基地局14に管理下であることを申請し、基地局14から管理下の認証を得る。認証は、システムとして定めた特定の周波数と特定の符号（拡散符号）を考慮して行われる。また、認証は、一台ずつ行われ、システムの増設または減設のように変更のあるときにも行われる。これは通信の可否が不明になるからである。
【００６０】
認証時に基地局14は、子局18a, 18b, 18cに対して通信に使用する周波数、チップレート、符号割当て等の管理情報を物理層で規定して指示する。このとき、上述した各情報は、それぞれ１つだけが割り当てられるのではなく、複数割り当てられ、使用する場合の優先順位も指定される。これらの割当てや順位の指定は、子局の増加やデータ量の増加にともなって一つの子局の占有時間が長くなることから、一つの組合せだけでは通信できなくなる場合や著しい実行伝送速度の低下を引き起こす可能性を回避するためである。この点については後段で図９を参照しながら説明する。
【００６１】
また、使用する周波数、帯域および拡散符号の指定は、基地局14が他の基地局とのシステム干渉を防止している。管理情報は、あらかじめ格納した基地局14からの供給または有線LANシステムに接続されているサーバー等の上位に位置する装置から供給される。サービスエリア12内の子局18a, 18b, 18cには唯一基地局14から管理情報が供給される。
【００６２】
以下に、より具体的な動作を説明する。基地局14は電源投入後、あらかじめ設定された制御用CHパケット20をサービスエリア12内の子局18a, 18b, 18cに送出する。このとき、物理層14aにて送信電力は半固定に設定される。これによって、半固定のレベル内で音声やデータに対する個々のレベルは保証レベルを確保し、上限レベル以下の範囲で分割設定している。この分割は等分割でもよいし、音声やデータの種類で異ならせてもよい。基地局14は、制御用CHパケット20を設定した一定周期または不定期に送出する。制御用CHパケット20の送出する周期については後段でさらに説明する。
【００６３】
一方、子局18a, 18b, 18cでは電源投入後、あらかじめ決められている基地局14の制御用CHパケット20に対する監視を開始する。子局においても物理層16aにて送信電力は上述したように半固定である。チャネルの監視は、全制御チャネルの周波数に対して受信信号の電界強度を監視する。監視しながら、子局は受信信号のうち、最も強い電界強度の制御用CHパケットを選択する。選択した制御用CHパケットに対して符号同期を試み、基地局14から送信された制御用パケットの受信の可否を監視する。
【００６４】
ここで、監視時間は、十分な電界強度で受信ができる場合、確実なチャネルの捕捉が行われる時間にするとよい。しかしながら、監視時間の時間短縮を図るとき、制御用の拡散符号は、11ビット程度の長さが好ましい。より具体的には、IEEE. Std 802.11規格で使用されているバーガー符号等が有効である。
【００６５】
最も強い電界強度の制御用CHパケットにおいてデータ受信ができなかったならば、子局18a, 18b, 18cのそれぞれは、次に強い電界強度の制御用CHパケットでデータ受信を行い、応答信号を基地局14に送信する。
【００６６】
次に、基地局14は制御用CHパケット20に対する応答信号からエリア12内の子局18a, 18b, 18cの有無を監視する。監視における子局の有無の判断基準は、サービスエリア12内に送信し制御用CHパケット20に対して連続N回の応答が得られた場合、エリア12内に存在すると判断し、連続N回の応答が得られなかった場合、エリア12から出ていったものと判断する。Nの値はたとえば３回程度にするとよい。
【００６７】
ところで、子局に対して装置クラスが設定される。装置クラスは、固定クラスとモバイルクラスとする。基地局14は、子局18a, 18b, 18cが固定クラスで、特にすべて固定クラスと限定されているような場合では送出周期28を一定にし、たとえば１時間に１回送出する。基地局14がこれらの子局18a, 18b, 18cに対して制御用CHパケット20を同一チャネルで送受信すると、図8(a)に示すタイミングで要求と応答が得られる。図8(a)の時間軸に対して上側が要求を送信した場合であり、下側が応答を受信した場合を示している。
【００６８】
基地局14は、このように少なくとも３種類の拡散符号を有している。基地局14は、各子局18a, 18b, 18cと順に対応する制御用CHパケットを時刻t1, t2, t3で送信している。子局18a, 18b, 18cは、図8(b), 8(c), (d)に示すように対応する子局が応答信号を送信している。基地局14の送信は対応する子局18a, 18b, 18cから応答信号を受信次第、空き時間なく、ただちに送信している。
【００６９】
これに対して図示しないが、モバイルクラスは、送出周期28を、たとえば数百ミリ秒に設定して送出する。これにより、基地局14は頻繁な位置確認を行うことができる。また、基地局14はエリア12内にある子局が移動して入った場合にも十分対応でき、後述するようにこの子局が登録済みか新規かの監視も行うことができる。
【００７０】
次に、基地局14は、エリア12内の子局18a, 18b, 18cに対して新規登録要求を送出する。次に、子局18a, 18b, 18cは、新規登録要求を受けて基地局14に新規登録応答を送信する。そして、基地局14は新規登録応答を受信して各子局を登録する。このように監視することにより子局の位置確認が行われる。
【００７１】
ここで、実際にデータCHパケット24, 26について説明する。基地局14は、たとえば図9(a)に示すように、複数の拡散符号a, b, cを有している。拡散符号の長さは、それぞれ異なっている。図9(b), (c)に示すように、子局18a, 18bには、拡散符号b, cがそれぞれ、備えられている。拡散符号a, b, cは、拡散符号a, bをデータ用とし、拡散符号cを音声用として用いる。これは、リアルタイム性の有無に応じて区別している。区別は、基地局14および各子局18a, 18bのそれぞれで判断して、特に規定していない。
【００７２】
図９から明らかなように、扱うデータが音声情報の場合、短い単位パケット長を用い、PC等のようなデータの場合、長い単位パケット長を使用する。このように基地局14は使用可能な音声チャネル／データチャネルの情報を基地局14の使用能力すべてのチャネル情報ではなく、２ないし３チャネル分の情報を送出することでパケット長を短くしている。これはデータCHパケットに限定されるものでなく、制御用CHパケットでも同じく短くしている。図９は時間軸に対して上側が送信、下側が受信を表す。また、時間軸の上下のボックスは、送信または受信する単位パケット長を示している。
【００７３】
次に、基地局14は子局からアクセスが発生した際に、使用可能なチャネルの情報を更新し、基地局14から制御用CH上のこのチャネル情報を用いて、データ送信要求を子局に送信する。そして、子局は基地局14からの応答信号を受信した際に、子局は基地局14と前述したデータまたは音声（Voice）用のデータCHパケットの指定されたチャネルのうち、空いている優先順位の高いものを用いて双方向のデータ通信を行う。
【００７４】
データ通信を行っている子局が子局18a, 18b, 18cの場合、TEL 110, 114またはPC 108, 112から送受信完了を示す通信完了情報が通信を行っている該当の子局に供給されるとき、または基地局14から一定時間のデータ受信ができなかったとき、通信を行っている子局は、TEL 110, 114またはPC 108, 112のうち、通信を行っているTELまたはPCと、基地局14に対して強制的にチャネル解放情報を送出する。そして、通信対象の子局は、使用していたチャネルを開放する。データの受信できなかった一定時間は、たとえば１分程度に設定するとよい。
【００７５】
また、有線LANシステム116からデータ118が無線LANシステム10の基地局14に供給された際に、基地局14は、供給されたデータ118の宛先が現在、無線LANシステム10のエリア12内にある子局かどうかを判断する。宛先の子局がエリア12内に存在しているとき、該当する子局に対して呼出しを行う（呼出要求の送出）。
【００７６】
子局18a, 18b, 18c側では、該当の子局の一つに供給された呼出要求に対して使用可能なチャネルを用いて呼出応答を行う。子局は、このとき、接続されているTELまたはPCに対してもデータが供給されている旨の情報を通知する。ただし、この通知はTELまたはPCとの通信プロトコル上で適宜に応じて行えばよい。基地局14は子局からの呼出応答を受けた際に、制御用CHパケットにより、対象の子局に対してデータCHパケットへの移行を指定した上で、有線LANシステム116と子局18a, 18b, 18cの該当する子局とそれぞれ通信接続におけるネゴシエーションをとってコネクションを確立した後、データ通信を行う。
【００７７】
基地局14や子局18a, 18b, 18cは、無線LANシステム10内での通信中に一定時間データ受信がないとき、TEL 110, 114またはPC 108, 112から送受信完了を示す通信完了情報が通信を行っている子局に供給されるとき、または基地局14から一定時間（たとえば、１分間程度）のデータ受信ができなかったとき、通信を行っている子局は、TEL 110, 114またはPC 108, 112のうち、通信を行っているTELまたはPCと、基地局14に対して強制的にチャネル解放情報を送出する。基地局14は、有線LANシステム116に対しても切断されたことを示す切断情報を適宜に送出する。逆に、有線LANシステム116から切断情報が供給されたとき、基地局14は該当する子局にチャネル解放情報を送信し、チャネルを解放する。
【００７８】
無線LANシステム10における通信では、図９に示すように、CDMAを用いて同じチャネル内で送受信を切り換えて行われている。CDMAを用いていることから符号間の干渉がなく、同じ拡散符号を用いる基地局14と子局間で送信（下り回線）と受信（上り回線）のデュプレクスを行っている。特に、同じ基地局14と子局18aの組が拡散符号bを用い、基地局14と子局18bの組が拡散符号cを用いるように一つの組の拡散符号を同じにして送受信を行い、送受信が同じ組で重ならないように切り換えて行われている。この双方向通信方式をTDD（Time Division Duplex）モードという。
【００７９】
また、これまで述べてきたように図５の無線LANシステム10での基地局14は一つであったが、複数の基地局130, 132, 134を具備するようにしてもよい。複数の基地局130, 132, 134は、サービスエリアとしてそれぞれの領域を占有する（図示せず）。基地局130, 132, 134は、図10(b), (c), (d)に示すように所定の周期Tの間隔に設けるタイムスロットでそれぞれの制御用CHパケットを送信している。基地局は自局の範囲内に子局が存在するか応答を監視している。図9(e)の子局130aは、基地局130のエリア内にあって、基地局130からの制御用CHパケットに含まれる制御情報を受信して、子局130aは応答パケットを基地局130に送信する（図9(e)を参照）。同様に、基地局132も所定のタイムスロットで制御用CHパケットを送信し、エリア内の子局132a, 132bは応答パケットを送信している（図9(f), (g)を参照）。
【００８０】
このように各基地局130, 132, 134が所定の周期Tの間隔で送信を行うことから、子局を新規登録する場合、たとえば、モバイルクラスの子局がサービスエリア内に入ってから登録完了するまでに要する時間が延びることになる。しかしながら、子局は無線通信を行う最適な基地局の選択に要する時間を短縮することができる。これら２つの点を総合的に考慮すると、登録に要する時間はこれまでと同程度の時間で済ますことができる。
【００８１】
このように構成することにより、各子局ごとに通信内容に応じた別のチャンネルを指定して、リアルタイム性の高い音声情報の通信と通常のデータ情報の通信が独立して行うことができることから、VoIPのようなIP網での音声通信を無線LANシステムに適用しても他の通信によって生じる遅延をなくし、有線LANと同等の品質を確保することができる。
【００８２】
また、データCHパケットを情報量および情報の質に応じて、たとえば音声用とデータ用に無線区間上のパケット構成を選択して用いることにより、上述した遅延をより小さくすることができ、音声用のパケットに対する処理において、誤り検出シーケンスだけでなく、前方誤り訂正（FEC: Forward Error Correction)を行うことが可能になる。したがって、無線LANシステムにおける通信は、無線特有の瞬間的な電界強度の変動による軽微な誤りを訂正することで、断続的な音声の途切れを防止し、通信のQoS（Quality of Service）を確保することができる。
【００８３】
さらに、パケットの構成だけでなく、情報の伝送速度も変えることができるので、無線LANシステムでは情報の伝送速度と拡散符号の速度（チップレート）との比で表す拡散利得を一定に保持したまま通信を行う、直接スペクトラム拡散方式の利点を活かして、使用帯域を節約することもできる。
【００８４】
本発明の無線LANシステムを適用した他の実施例を説明する。本実施例は、無線LANシステム200にIMT-2000（International Mobile Telecommunications-2000)という移動通信システムにおけるTDDモードを適用する。このシステム200はサービスエリア202の構成および方式だけが異なり、その他に関しては前述した実施例に同じである。このため、IMT-2000仕様の基地局204が及ぼすサービスエリア202内の構成に限定して説明する（図11を参照）。
【００８５】
エリア202内には子局に相当するIMT-2000仕様の携帯電話機206, 208がある。基地局204はN台の携帯電話機の接続が可能である。携帯電話機206には、IMT-2000にて規定または勧告されている外部インターフェースを介してPC 210が接続されている。電話機206は、基地局204やPC 210から供給されるデータ206aの受信や基地局204への送信を行っている。
【００８６】
無線LANシステム200は、基地局204と有線LANシステム300とを有線信号線212を介して接続するようにしてもよい。また、無線LANシステム200は、別な方式である無線アクセス装置（以下、単に無線装置という）214と有線信号線216を介して接続してもよい。無線装置214は、他の無線装置218と無線通信を行う。また、無線装置218は、有線LANシステム300と有線信号線220を介して接続され、通信を行う。
【００８７】
IMT-2000仕様の無線LANシステム200は、前述した実施例における特徴をほぼ満足し、かつ送信電力制御も行っていることから、チャネルの利用効率をより一層高めることができる。子局として用いる携帯電話機は、エリア外（構外）で公衆回線網に接続でき、エリア内（構内）で無線LANを経由してVoIPモードにて使用することができる。ただし、この場合無線LANシステム200に対応する携帯電話機側は、通常、公衆回線網で用いられるFDD（Frequency Division Duplex）モードの他に、周波数対応も含めてTDDモードに対応させた構成にしておくとよい。IMT-2000仕様を無線LANシステム200に適用することにより、システムで用いるベースバンド部の処理を行っている回路、LSI（Large-Scale Integration）等を新規に開発しなくて済ますことができ、装置コストを大幅に低減することができる。
【００８８】
なお、本発明の実施例は、前述した実施例に限定されるものでなく、基地局の接続先は構内交換機（PBX）でもよいし、宅内で無線LANシステムを使用する場合ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）、ISDN（Integrated Services Digital Network)等の公衆回線網でもよい。また、無線LANシステムに前述した実施例のCDMA方式およびIMT-2000仕様の基地局を備え、CDMA方式の子局またはIMT-2000仕様の携帯電話機とでシステムを構成するようにしてもよい。
【００８９】
以上のように構成することにより、リアルタイム性が混在する個々のデータを考慮して通信の独立性を確保しているので、無線LANを行ってもリアルタイム性の要求される、たとえば音声情報の通信を行っても遅延なく、有線LANシステムの場合と同等の品質を保って通信することができる。パケットのデータ構造を制御用、音声用、およびデータ用に応じて所定の構造に分けて供給し、誤り訂正までも行えるようにしてQoSを確保することができ、使用帯域の節約も行うことができる。これらにより、無線LANシステムは干渉の低減、周波数の有効利用および通信する信号のQoSを確保することができる。
【００９０】
【発明の効果】
このように本発明の無線LANシステムによれば、直接スペクトル拡散方式に対応した送信手段および受信手段を用い、送信手段の各送信制御手段で複数の情報送信手段が使用する帯域および周波数ならびに情報信号の伝送にパケットを、情報信号の種類および／または情報量に応じて選択し、拡散した情報信号の送信電力を半固定に制御し、情報送信手段で情報信号と用意した複数の拡散符号の一つとをそれぞれ乗算させ、受信手段の各情報受信手段で、受信した情報信号を同期検波し、用意した逆拡散用の符号の一つと検波した情報信号とをそれぞれ乗算させ、得られた情報信号の相関をとって元の情報信号を取り出し、受信制御手段で取り出したそれぞれに拡散した情報信号の受信電力を半固定にし、かつ各情報信号のレベルを保証する制御を行い、基地局に第１の通信接続手段を介して有線LANと接続し、子局に第２の通信接続手段を介して公衆回線または情報処理手段と接続して、各チャネルに割り当てた拡散した情報信号の干渉を発生させることなく、基地局と子局の通信を行うことにより、無線LANであっても異なる種類のデータ、たとえばリアルタイム性の有無に特徴のある音声とデータ等が混在しても両方を同時に通信することができ、無線LANシステムは干渉の低減、周波数の有効利用および通信する信号のQoSを確保することができる。
【００９１】
また、本発明の無線LANシステムの通信方法によれば、複数の拡散符号を用意した符号分割多元接続方式で、送信電力を半固定で用いて、情報信号の種類や量に応じて情報信号が用いる帯域および周波数ならびに情報信号を伝送するパケットの構造をそれぞれ選択して情報信号を伝送手順に従って伝送しているので、各チャネルに割り当てた拡散した情報信号の干渉を発生させることなく、リアルタイム性が考慮して情報信号の遅延をなくし、周波数の有効利用を行って基地局と子局の通信を行うことにより、無線LANであっても異なる種類のデータ、リアルタイム性の有無に特徴のある、たとえば音声とデータ等が混在しても両方を同時に通信することができ、通信する信号のQoSを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線LANシステムの概略を説明する図である。
【図２】図１の無線LANシステムに用いる基地局の概略的な構成を示すブロック図である。
【図３】図２の基地局における送信制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】図１の無線LANシステムに用いる子局の概略的な構成を示すブロック図である。
【図５】図１の無線LANシステムにおけるシステム構成と接続関係の一例を示す図である。
【図６】図１の無線LANシステムで用いる各パケットの構造を示す図である。
【図７】図１の無線LANシステムでの各転送におけるデータパケットとオーバーヘッドの関係を説明する図である。
【図８】図５の無線LANシステムにおける制御用CHパケットの送受信関係を示すタイミングチャートである。
【図９】図１の無線LANシステムで用いるパケットの種類に応じた符号の関係を説明する図である。
【図１０】図５の無線LANシステムに複数の基地局を用いた際の制御用CHパケットの送受信関係を示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明の無線LANシステムにおける他の実施例のシステム構成および接続関係を示す図である。
【符号の説明】
10 無線LANシステム
12 サービスエリア
14 基地局
16, 18a, 18b, 18c 子局
14a, 16a 物理層
14b, 16b データリンク層
14c, 16c ネットワーク層
140, 160 MAC副層
Claims (10)
- 情報信号の通信があるサービス領域内に配設された基地局と子局との間の通信が無線により行われる無線LANシステムにおいて、該システムは、
前記基地局と前記子局とにそれぞれ、前記情報信号の周波数を拡散する方式に直接スペクトル拡散方式を用い、前記情報信号に拡散処理を施して送信する送信手段、および
該送信された情報信号を受信し、該受信した情報信号に逆拡散処理を施し受信する受信手段を含み、
前記送信手段は、前記情報信号を拡散させる複数の拡散符号を用意し、前記方式において前記情報信号と前記複数の拡散符号の一つとをそれぞれ乗算させる複数の情報送信手段と、
該複数の情報送信手段が使用する帯域および周波数ならびに前記情報信号の伝送に用いるパケットを、前記情報信号の種類および／または情報量に応じて選択し、前記拡散した情報信号の送信電力を半固定に制御する送信制御手段とを含み、
さらに、前記受信手段は、受信した情報信号と同期検波し、該検波した情報信号に対する逆拡散用の符号を複数用意し、前記検波した情報信号と前記逆拡散用の符号の一つとをそれぞれ乗算させ、得られた情報信号の相関をとって前記送信手段の供給する元の情報信号にする複数の情報受信手段と、
該複数の情報受信手段からのそれぞれに拡散した情報信号の受信電力を半固定にし、かつ各情報信号のレベルを保証する制御を行う受信制御手段とを含み、
前記基地局は有線LANと通信接続する第１の通信接続手段を有し、前記子局は公衆回線または情報信号に処理を施す情報処理手段と接続する第２の通信接続手段を有し、
前記送信制御手段は、オーバーヘッドに関するフォーマット情報、該フォーマット情報に基づく処理手順、物理層に規定されているパラメータを記憶するフォーマット格納手段、
供給されるデータを一時的に記憶するデータ格納手段、および
前記フォーマット格納手段の動作手順に応じてデータ格納手段のデータに対して処理を施す制御手段を含み、
該制御手段は、前記フォーマット格納手段から前記情報信号の種類や量に対応する周波数や帯域の情報を選択し、選択した情報とデータ格納手段から読み出したデータを取り込んで処理を施し、
前記情報信号の種類は、前記基地局から前記子局への制御用パケットである第１制御パケット、前記子局から前記基地局への制御用パケットである第２制御パケット、前記基地局と前記子局の間で共通に用いるデータ用チャネルパケットおよび音声用チャネルパケットがあり、
さらに、前記第１制御パケットは、該パケットのフレーム同期情報が書き込まれる領域、前記基地局を同定する情報領域、音声の使用可能なチャネル番号を示す音声チャネル情報領域、データの使用可能なチャネル番号を示すデータチャネル情報領域、各種の要求制御を示す制御情報領域および前記第１制御パケットにおける誤り制御データの格納領域を含み、
前記制御情報領域は、前記基地局のサービス領域内にある前記子局の位置確認を要求する位置確認要求情報、前記基地局のサービス領域内へと新規に入った前記子局の登録要求情報、前記基地局から前記子局への通信を要求する呼出し情報およびチャネルの解放を示す報知情報を含み、
前記送信制御手段は、前記第１制御パケット、前記第２制御パケット、および前記音声用チャネルパケットを、リアルタイム性に応じて前記データ用チャネルパケットよりもパケット長を短くするように制御し、
通信を行なっている子局は、送受信完了を示す通信完了情報の受信または前記基地局から一定時間の通信中断に応じて通信中の子局と、基地局に対してチャネル解放情報を送出し、通信対象の子局が使用していたチャネルを開放することを特徴とする無線LANシステム。 - 請求項１に記載のシステムにおいて、第２制御パケットは、該パケットのフレーム同期情報が書き込まれる領域、前記子局を同定する情報領域、前記第１制御パケットにおける誤り制御データの格納領域および各種の要求制御を示す制御情報領域を含み、
前記制御情報領域は、前記基地局からの前記子局への位置確認要求に対して応答する位置確認応答情報、前記基地局のサービス領域内へと新規に入った前記子局の登録要求情報に対する登録応答情報、前記基地局から前記子局への通信を要求する呼出し情報に対する呼出し応答情報、前記子局から前記基地局への通信を要求する通信要求情報およびチャネルの解放を示す報知情報を含むことを特徴とする無線LANシステム。 - 請求項１に記載のシステムにおいて、前記データ用チャネルパケットは、該パケットのフレーム同期情報が書き込まれる領域、前記情報信号の送信先を同定する宛先情報領域、前記情報信号の送信元を同定する送信元情報領域、格納する情報信号のデータ量を示す格納情報領域、該情報信号を格納する格納領域および前記データ用チャネルパケットにおける誤り制御データの格納領域を含み、前記宛先情報領域、前記送信元情報領域、前記格納情報領域および前記格納領域の大きさを可変させることを特徴とする無線LANシステム。
- 請求項１に記載のシステムにおいて、前記音声用チャネルパケットは、該パケットのフレーム同期情報が書き込まれる領域、前記情報信号の送信先を同定する宛先情報領域、前記情報信号の送信元を同定する送信元情報領域、該情報信号を格納する格納領域および前記音声用チャネルパケットにおける誤り制御データの格納領域を含み、前記宛先情報領域、前記送信元情報領域および前記格納領域の大きさを固定することを特徴とする無線LANシステム。
- 請求項１ないし４のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記基地局は、無線方式の無線アクセス装置との通信接続手段を含むことを特徴とする無線LANシステム。
- 請求項１ないし５のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記基地局および前記子局は、IMT（International Mobile Telecommunications）-2000方式におけるTDD（Time Division Duplex)モードを有することを特徴とする無線LANシステム。
- 情報信号の通信をあるサービス領域内に配設された基地局と子局との間の通信に無線を用いて行う無線LANシステムの通信方法において、該方法は、
前記基地局と前記子局とのアクセス方式を前記情報信号の拡散に複数の拡散符号を用意した符号分割多元接続方式にし、該拡散した情報信号の送信電力を半固定にして、前記情報信号の種類や量に応じて前記情報信号が用いる帯域および周波数ならびに前記情報信号を伝送するパケットの構造をそれぞれ選択して前記情報信号を伝送手順に従って伝送し、
前記伝送手順は、前記基地局から前記サービス領域内の前記子局に所定の制御用情報を送信する第１の工程と、
前記子局にて前記基地局から供給される所定の制御用情報を含む電波を監視し、該電波の最も強い電界強度を選択したことを示す応答信号を送信する第２の工程と、
前記基地局にて前記子局の選択に対する応答信号を受信して、前記子局が前記サービス領域内に存在するかどうかを判断する第３の工程と、
前記サービス領域内に存在する子局の認識に用いる前記子局の登録を新規に要求する新規登録要求を前記基地局から前記子局に送信する第４の工程と、
前記子局にて前記新規登録要求に対する応答信号を前記基地局に送信する第５の工程と、
この後、前記基地局にて登録した子局が前記サービス領域内にあるか位置確認を行いながら、前記子局から前記基地局に、または前記基地局から前記子局にアクセス要求が生じた際に、前記基地局は該当する子局に対して現在空いているチャネル情報をあらわにして該チャネル情報を更新し、送信する第６の工程と、
前記子局に接続する接続先から送信要求がある場合、前記基地局から供給されるチャネル情報から使用するチャネルを選択して送信要求を前記基地局に対して送信し、前記基地局から所定の時間内に供給される応答信号に応動して所定の形式にした情報信号を通信する第７の工程と、
前記基地局に接続する既存のLAN（Local Area Network）側から呼出要求がある場合、供給された情報信号に含まれる宛先情報を有する対象の子局がサービス領域内にあるかを判定し、該判定結果に応じて前記チャネル情報を割り当てて該子局への呼出しを行い、前記子局から前記所定の時間内に供給される応答信号に応動して所定の形式にした情報信号を通信する第８の工程と、
前記基地局から前記所定の時間を越えた前記応答信号の受信または前記子局に接続する端末装置から送受信完了の情報の受信において使用したチャネルを解放させる情報を前記基地局または前記端末装置に送信する第９の工程と、
前記子局から前記所定の時間を越えた前記応答信号の受信または前記既存のLAN側からの通信を切断する情報の受信において使用したチャネルを解放させる情報を前記子局または前記LAN側に送信する第10の工程とを含み、
前記情報信号の種類は、前記基地局から前記子局への制御用パケットである第１制御パケット、前記子局から前記基地局への制御用パケットである第２制御パケット、前記基地局と前記子局の間で共通に用いるデータ用チャネルパケットおよび音声用チャネルパケットがあり、
前記第１制御パケット、前記第２制御パケット、および前記音声用チャネルパケットを、リアルタイム性に応じて前記データ用チャネルパケットよりもパケット長を短くするように制御することを特徴とする無線LANシステムの通信方法。 - 請求項７に記載の方法において、前記所定の制御用情報は、該制御用情報の形式として前記第１制御パケットおよび前記第２制御パケットを有し、
前記第１制御パケットは、該パケットのフレーム同期情報が書き込まれる領域、前記基地局を同定する情報領域、音声の使用可能なチャネル番号を示す音声チャネル情報領域、データの使用可能なチャネル番号を示すデータチャネル情報領域、各種の要求制御を示す制御情報領域および前記第１制御パケットにおける誤り制御データの格納領域を含み、
前記制御情報領域は、前記基地局のサービス領域内にある前記子局の位置確認を要求する位置確認要求情報、前記基地局のサービス領域内へと新規に入った前記子局の登録要求情報、前記基地局から前記子局への通信を要求する呼出し情報およびチャネルの解放を示す報知情報を含み、
さらに、前記第２制御パケットは、該パケットのフレーム同期情報が書き込まれる領域、前記子局を同定する情報領域、前記第２制御パケットにおける誤り制御データの格納領域および各種の要求制御を示す制御情報領域を有し、
前記制御情報領域は、前記基地局からの前記子局への位置確認要求に対して応答する位置確認応答情報、前記基地局のサービス領域内へと新規に入った前記子局の登録要求情報に対する登録応答情報、前記基地局から前記子局への通信を要求する呼出し情報に対する呼出し応答情報、前記子局から前記基地局への通信を要求する通信要求情報およびチャネルの解放を示す報知情報を含むことを特徴とする無線LANシステムの通信方法。 - 請求項７に記載の方法において、前記データ用チャネルパケットは、該パケットのフレーム同期情報が書き込まれる領域、前記情報信号の送信先を同定する宛先情報領域、前記情報信号の送信元を同定する送信元情報領域、格納する情報信号のデータ量を示す格納情報領域、該情報信号を格納する格納領域および前記データ用チャネルパケットにおける誤り制御データの格納領域を含み、前記宛先情報領域、前記送信元情報領域、前記格納情報領域および前記格納領域の大きさを変化させ、
前記音声用チャネルパケットは、該パケットのフレーム同期情報が書き込まれる領域、前記情報信号の送信先を同定する宛先情報領域、前記情報信号の送信元を同定する送信元情報領域、該情報信号を格納する格納領域および前記音声用チャネルパケットにおける誤り制御データの格納領域を含み、前記宛先情報領域、前記送信元情報領域および前記格納領域の大きさを固定することを特徴とする無線LANシステムの通信方法。 - 請求項７または９に記載の方法において、前記所定の制御用情報は、前記基地局で行う前記子局の位置確認に応じて移動する子局を第１のクラスにし、固定されている子局を第２のクラスに分類し、第２のクラスに対する前記所定の制御用情報の送信周期を基準に第１の送信周期を数十万倍程度の長い周期にすることを特徴とする無線LANシステムの通信方法。
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