JP5839701B2 - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置及び無線通信方法に関する。

近年、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯を用いた高速無線アクセスシステムとしてＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格やＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格などの普及が目覚ましい。これらのシステムでは、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させるための技術である直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用い、最大で５４Ｍｂｐｓの物理層伝送速度を実現している（例えば、非特許文献１参照）。

ただし、ここでの伝送速度は物理レイヤ上での伝送速度であり、実際にはＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでの伝送効率が５０〜７０％程度であるため、実際のスループットの上限値は３０Ｍｂｐｓ程度であり、情報を送信しようとする通信局が増えればこの特性は更に低下する。一方で、有線ＬＡＮ（Local Area Network）では、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の１００Ｂａｓｅ−Ｔインタフェースをはじめ、各家庭にも光ファイバを用いたＦＴＴＨ（Fiber to the home）の普及から、１００Ｍｂｐｓの高速回線の提供が普及しており、無線ＬＡＮにおいても更なる伝送速度の高速化が求められている。

そのための技術として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格において、空間多重送信技術としてＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）技術が導入された。更に、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃでは、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ：Space Division Multiple Access）を適用したマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）送信方法が検討されている（例えば、非特許文献２参照）。

ＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線ＬＡＮシステムでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance：搬送波感知多重アクセス）に基づくアクセス制御手順を採り入れて、各通信局は他の通信局との信号の衝突を回避する。送信要求が発生した通信局は、まず所定のセンシング期間（ＤＩＦＳ：Distributed Inter-Frame Space）だけ無線媒体の状態を監視し、この間に他の通信局による送信信号が存在しなければ、ランダム・バックオフを行う。通信局は、引き続きランダム・バックオフ期間中も無線媒体を監視するが、この間にも他の通信局による送信信号が存在しない場合に、所定の期間に渡る排他的なチャネルの送信権（ＴＸＯＰ：Transmission Opportunity）を得る。このように送信権（ＴＸＯＰ）を得た通信局はＴＸＯＰ Ｈｏｌｄｅｒ（以下、送信権取得通信局と称する）と呼ばれる。送信権取得通信局となった通信局は、ＴＸＯＰ期間内で再びＣＳＭＡ／ＣＡを実施することなく、連続的にフレームを送信することができる。

また、無線通信における隠れ端末問題を解決する方法として、「仮想キャリアセンス」が挙げられる。具体的には、通信局は、自局宛てではない受信フレーム中に無線媒体を予約するためのＤｕｒａｔｉｏｎ（持続使用期間）情報が含まれている場合には、このＤｕｒａｔｉｏｎ情報に応じた期間はメディアが使用されているものとし（仮想キャリアセンス）、当該期間を送信停止期間（ＮＡＶ：Network Allocation Vector）として設定し、ＮＡＶ期間においてフレームの送信を行わないようにする。これによって、ＴＸＯＰ期間におけるチャネルの排他的利用が保証される。

通信局は、フレームを受信すると上述通り必要に応じてＮＡＶを設定すると同時に、受信したフレームはＴＸＯＰ期間を開始するフレームであれば、受信したフレームの送信元通信局、いわゆる、送信権取得通信局を識別する情報（例えば、ＭＡＣアドレス）を記録しておく（例えば、非特許文献３参照）。ＴＸＯＰ期間が終了すると記憶した送信権取得通信局を識別する情報を削除する。なお、ＴＸＯＰ期間を開始するフレームとは、特別なフレームではなく、例えばＲＴＳ（Request To Send：送信要求）フレームのような当該フレームを送信することにより一定期間に渡ってチャネルを予約する信号である。したがって、当該フレームにより明示的にＴＸＯＰ期間が開始されることを示す情報は含まれていない。

通信局は、ＴＸＯＰ期間内において再度フレームを受信すると、その受信フレームの送信元アドレスと、送信権取得通信局を識別する情報として記憶したＭＡＣアドレスとが同一であるか否かを確認する。もし、同一ならば、受信フレームの送信元通信局は送信権取得通信局であると判断し、自局内のＮＡＶの設定有無に関わらず必要な返信フレームを送信する。これによって、送信権取得通信局は同一ＴＸＯＰ期間内で異なる複数の通信局とデータの送受信を行うことができる。

以下、図１２及び図１３を参照して、通信局間において行われるフレームの送受信の例を説明する。図１２は、送信権取得通信局がＴＸＯＰ内において他の通信局宛にデータフレームを複数送信する際に、フレームを送信するタイミングの例を示したタイムチャートである。同図において、横軸は時間を示している。ここでは、基地局装置ＡＰ（Access Point）９と無線端末ＷＴ（Wireless Terminal）９１〜ＷＴ９３とが通信局としてあり、基地局装置ＡＰ９が無線端末ＷＴ９１〜ＷＴ９３宛のデータを収容し、無線端末ＷＴ９１〜ＷＴ９３宛のデータフレームを同一ＴＸＯＰ期間内で送信する例を示している。基地局装置ＡＰ９は、ＴＸＯＰを取得し、まず無線端末ＷＴ９１に対してデータを送信する。基地局装置ＡＰ９は無線端末ＷＴ９１とのデータ通信を終えると無線端末ＷＴ９２に対してデータを送信し、最後に無線端末ＷＴ９３に対してデータを送信する。

次に、基地局装置ＡＰ９及び無線端末ＷＴ９１〜ＷＴ９３の動作を説明する。まず、基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９１〜ＷＴ９３宛のデータが生起するとＣＳＭＡ／ＣＡを実施し、所定のセンシング期間及びランダム・バックオフ時間に亘って他の通信局から送信された信号が検出されないことを確認して送信権（ＴＸＯＰ）を取得する。基地局装置ＡＰ９は送信権を取得したために送信権取得通信局（ＴＸＯＰ Ｈｏｌｄｅｒ）になり、フレームの送信を行う。基地局装置ＡＰ９は無線端末ＷＴ９１宛に、フレーム・シーケンスの開始を示す開始フレームとしてのＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_９１１）。

無線端末ＷＴ９１は、受信したＲＴＳフレームの宛先が自局であり、また、自局内で送信停止期間が設定されていないため、基地局装置ＡＰ９宛にＣＴＳ（Clear To Send：送信許可）フレームを返信する（時刻ｔ_９１２）。これにより、無線端末ＷＴ９１はデータを受信できる状態にある旨を基地局装置ＡＰ９に対して通知する。

一方、基地局装置ＡＰ９からＲＴＳフレームを受信した他の通信局である、無線端末ＷＴ９２及び無線端末ＷＴ９３はＲＴＳフレームの宛先が自局でないため、ＲＴＳフレーム内に含まれる持続使用期間情報が示す期間をＮＡＶ期間（送信停止期間）に設定し、該当するＮＡＶ期間内においてフレームの送信を行わないようにする。また、基地局装置ＡＰ９からＲＴＳフレームを受信したことにより、ＴＸＯＰ期間（利用送信権期間）が開始されたことを検出すると共に、無線端末ＷＴ９１〜ＷＴ９３は、基地局装置ＡＰ９が送信権取得通信局であることを記憶する。

基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９１からＣＴＳフレームを受信すると、無線端末ＷＴ９１宛のデータフレームを送信する（時刻ｔ_９１３）。無線端末ＷＴ９１は、自局宛のデータフレームを正しく受信すると、基地局装置ＡＰ９に対してＢＡ（Block ACK）フレーム（又はＡＣＫ（Acknowledgement：肯定応答）フレーム）を返信し（時刻ｔ_９１４）、フレームの送受信を終える。

次に、基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９２宛のデータを送信するため、宛先を無線端末ＷＴ９２としたＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_９１５）。ここで、無線端末ＷＴ９２は、送信権取得通信局である基地局装置ＡＰ９からＲＴＳフレームを受信したため、ＮＡＶ期間内であるか否かに関わらず、送信権取得通信局宛にＣＴＳフレームを返信する（時刻ｔ_９１６）。無線端末ＷＴ９１及び無線端末ＷＴ９３は、自局宛ではないＲＴＳフレームを受信したため、ＮＡＶ期間を設定する。既にＮＡＶ期間が設定されている場合は、ＮＡＶ値を更新する。

基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９２からＣＴＳフレームを正しく受信すると、無線端末ＷＴ９２宛のデータフレームを送信する（時刻ｔ_９１７）。無線端末ＷＴ９２は、基地局装置ＡＰ９からデータフレームを正しく受信すると、基地局装置ＡＰ９に対してＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を返信し（時刻ｔ_９１８）、フレームの送受信を終える。

次に、基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９３宛のデータを送信するため、宛先を無線端末ＷＴ９３としたＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_９１９）。ここで、無線端末ＷＴ９３は、送信権取得通信局である基地局装置ＡＰ９からＲＴＳフレームを受信したため、ＮＡＶ期間内であるか否かに関わらず、送信権取得通信局宛にＣＴＳフレームを返信する（時刻ｔ_９２０）。

一方、無線端末ＷＴ９１及び無線端末ＷＴ９２は、自局宛ではないＲＴＳフレームを受信したため、ＮＡＶ期間を設定する。既にＮＡＶ期間が設定されている場合は、ＮＡＶ値を更新する。基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９３からＣＴＳフレームを正しく受信すると、無線端末ＷＴ９３宛のデータフレームを送信する（時刻ｔ_９２１）。無線端末ＷＴ９３は、基地局装置ＡＰ９からデータフレームを正しく受信すると、基地局装置ＡＰ９に対してＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を返信し（時刻ｔ_９２２）、フレームの送受信を終える。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、ＴＸＯＰ内でのデータ伝送を更に効率化するために、ＲＤ（Reverse Direction）プロトコルが導入されている。従来技術では、ＴＸＯＰを取得した通信局がデータフレームを送信し、それに対する返信フレームを受信する一方向のデータ伝送のみが行われる。これに対し、ＲＤプロトコルでは、ＴＸＯＰを取得した通信局が、データを送信する際にＭＡＣフレーム内の特定のフィールドで「ＲＤＧ（RD Grant）＝１」、すなわち、逆方向のデータ伝送を許可することを示す情報（逆方向許可情報）を送信することで、そのデータの受信局は、同じＴＸＯＰ内でＴＸＯＰを取得した通信局（ＴＸＯＰ ｈｏｌｄｅｒ）を宛先とした逆方向のデータフレームを送信することができる（例えば、非特許文献４参照）。

図１３は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎにおけるＲＤプロトコルを適用し、双方向にデータの送受信が行われる際のフレームの例を示したタイムチャートである。同図において、横軸は時間を示している。ここでは、基地局装置ＡＰ９と無線端末ＷＴ９１〜ＷＴ９３とが通信局としてあり、基地局装置ＡＰ９が無線端末ＷＴ９１及び無線端末ＷＴ９３とデータの送受信を互いに行う例を示している。基地局装置ＡＰ９は、送信権を得て無線端末ＷＴ９１宛に、開始フレームとしてのＲＴＳフレームを送信し（時刻ｔ_９３１）、無線端末ＷＴ９１からＣＴＳフレームを受信し（時刻ｔ_９３２）、無線端末ＷＴ９１宛にデータフレームを送信する（時刻ｔ_９３３）。このとき、基地局装置ＡＰ９は、データフレームに含まれるＭＡＣヘッダ内のＲＤＧフィールドに「１」を設定することにより、ＲＤ（逆方向）での送信が可能であることを無線端末ＷＴ９１に通知する。

無線端末ＷＴ９１は、ＲＤＧフィールドに「１」が設定されたＭＡＣヘッダを含むデータフレームを受信すると、基地局装置ＡＰ９宛にデータを送信可能であることを検出し、ＲＤＧフィールドに「１」を設定したＢＡフレームを返信する（時刻ｔ_９３４）。これにより、無線端末ＷＴ９１は、ＲＤにより送信するデータがあることを基地局装置ＡＰ９に通知する。そして、無線端末ＷＴ９１は、ＳＩＦＳ（Short Inter-frame space）の後に基地局装置ＡＰ９宛にデータフレームを送信する（時刻ｔ_９３５）。なお、無線端末ＷＴ９１は、送信するデータフレームに含まれるＭＡＣヘッダ内のＲＤＧフィールドに「０」を設定することで、送信する最後のデータフレームであることを、送信権取得通信局である基地局装置ＡＰ９に通知する。基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９１からデータフレームを受信すると、無線端末ＷＴ９１にＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を返信し（時刻ｔ_９３６）、無線端末ＷＴ９１との通信を終える。

次に、基地局装置ＡＰ９は、宛先を無線端末ＷＴ９３としたＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_９３７）。ここで、無線端末ＷＴ９３は、送信権取得通信局である基地局装置ＡＰ９からＲＴＳフレームを受信したために、ＮＡＶ期間であるか否かに関わらず送信権取得通信局にＣＴＳフレームを返信する（時刻ｔ_９３８）。

一方、無線端末ＷＴ９１及び無線端末ＷＴ９２は、自局宛でないＲＴＳフレームを受信したため、ＮＡＶ期間を設定する。既にＮＡＶ期間が設定されている場合は、ＮＡＶ期間を更新する。基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９３からＣＴＳフレームを正しく受信すると、無線端末ＷＴ９３宛のデータフレームを送信する（時刻ｔ_９３９）。ここで、基地局装置ＡＰ９は、送信したデータフレームに含まれるＲＤＧフィールドに「１」を設定することで、無線端末ＷＴ９３に逆方向（ＲＤ）での送信が可能であることを無線端末ＷＴ９３に通知する。

無線端末ＷＴ９３は、ＲＤＧフィールドに「１」が設定されているデータフレームを基地局装置ＡＰ９から受信すると、基地局装置ＡＰ９に対してＢＡフレームと共にデータフレームを送信する（時刻ｔ_９４０）。基地局装置ＡＰ９は、ＲＤＧフィールドに「０」が設定されているデータフレームを無線端末ＷＴ９３から正しく受信すると、無線端末ＷＴ９３に対してＢＡフレームを送信し（時刻ｔ_９４１）、無線端末ＷＴ９３との通信を終える。

守倉正博、久保田周治監修、「８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」改訂三版、株式会社インプレスＲ＆Ｄ、２００８年４月１１日 ＩＥＥＥ， "Ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ ＴＧａｃ，" ｄｏｃ．： ＩＥＥＥ ８０２．１１−０９／０９９２ｒ２１， Ｊａｎ． ２０１１． ＩＥＥＥ， "ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１−２００７" ＩＥＥＥ， "ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１ｎ−２００９"

図１２及び図１３に示した例のように各々の通信局は、フレーム・シーケンスの開始フレームを正しく受信することにより、フレーム・シーケンスを開始させた通信局、いわゆる送信権取得通信局を検出し、記憶することができる。しかし、全ての通信局において、フレーム・シーケンスの開始フレームを正しく受信することができない場合がある。以下、図１４及び図１５を参照して、開始フレームを正しく受信することができない例を説明する。

図１４は、無線端末ＷＴ９３が開始フレームを正しく受信できない例を示したタイムチャートである。同図において、横軸は時間を示している。ここでは、図１２に示した例と同様に、基地局装置ＡＰ９と無線端末ＷＴ９１〜ＷＴ９３とが通信局としてあり、基地局装置ＡＰ９が無線端末ＷＴ９１〜ＷＴ９３宛のデータを収容し、無線端末ＷＴ９１〜ＷＴ９３宛のデータフレームを同一ＴＸＯＰ内で送信する例を示している。ただし、無線端末ＷＴ９３は隣接するセルの通信局（干渉局）から干渉を時刻ｔ_９５４まで受け、基地局装置ＡＰ９からの信号を正しく受信できない場合について説明する。

まず、基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９１〜ＷＴ９３宛のデータが生起するとＣＳＭＡ／ＣＡを実施し、所定のセンシング期間及びランダム・バックオフ時間に亘って他の通信局から送信された信号が検出されないことを確認して送信権を取得する。基地局装置ＡＰ９は送信権を取得したために送信権取得通信局になり、フレームの送信を行う。基地局装置ＡＰ９は無線端末ＷＴ９１宛に開始フレームとしてのＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_９５１）。このとき、無線端末ＷＴ９２は、基地局装置ＡＰ９からＲＴＳフレームを受信すると、ＲＴＳフレームの宛先が自局でないため、ＲＴＳフレーム内に含まれる持続使用期間情報が示す期間をＮＡＶ期間に設定する。また、基地局装置ＡＰ９から開始フレームとしてのＲＴＳフレームを受信したことにより、ＴＸＯＰ期間が開始されたことを検出すると共に、基地局装置ＡＰ９が送信権取得通信局であることを記憶する。

無線端末ＷＴ９３は、干渉局から干渉を受けているため、基地局装置ＡＰ９からＲＴＳフレームを受信することができず、ＴＸＯＰ期間が開始されたこと、及び基地局装置ＡＰ９が送信権取得通信局であることを検出できない。無線端末ＷＴ９１は、基地局装置ＡＰ９から自局宛のＲＴＳフレームを受信すると、基地局装置ＡＰ９が送信権取得通信局であることを記憶し、ＣＴＳフレームを返信する（時刻ｔ_９５２）。

基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９１からＣＴＳフレームを受信すると、無線端末ＷＴ９１宛のデータフレームを送信する（時刻ｔ_９５３）。無線端末ＷＴ９１は、自局宛のデータフレームを正しく受信すると、基地局装置ＡＰ９に対してＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を返信し（時刻ｔ_９５４）、フレームの送受信を終える。このとき、無線端末ＷＴ９３は、隣接するセルから干渉を受けなくなった後に、無線端末ＷＴ９１が送信したＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を受信し、受信したフレームに含まれる持続使用期間情報が示す期間をＮＡＶ期間に設定する。

次に、基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９２宛のデータを送信するため、宛先を無線端末ＷＴ９２としたＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_９５５）。ここで、無線端末ＷＴ９２は、送信権取得通信局である基地局装置ＡＰ９からＲＴＳフレームを受信したため、ＮＡＶ期間内であるか否かに関わらず、送信権取得通信局宛にＣＴＳフレームを返信する（時刻ｔ_９５６）。

無線端末ＷＴ９１及び無線端末ＷＴ９３は、自局宛ではないＲＴＳフレームを受信したため、ＮＡＶ期間を設定する。既にＮＡＶ期間が設定されている場合は、ＮＡＶ値を更新する。基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９２からＣＴＳフレームを正しく受信すると、無線端末ＷＴ９２宛のデータフレームを送信する（時刻ｔ_９５７）。無線端末ＷＴ９２は、基地局装置ＡＰ９からデータフレームを正しく受信すると、基地局装置ＡＰ９に対して、ＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を返信し（時刻ｔ_９５８）、フレームの送受信を終える。

次に、基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９３宛のデータを送信するため、宛先を無線端末ＷＴ９３としたＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_９５９）。無線端末ＷＴ９３は、送信権取得通信局がいずれの通信局であるかを記憶していないため、受信したＲＴＳフレームが送信権取得通信局から送信されたＲＴＳフレームであるか否かの判定をすることができず、ＣＴＳフレームを返信しない。基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９３からの返信としてのＣＴＳフレームを受信することができず、タイムアウト後に無線端末ＷＴ９３宛のＲＴＳフレームを再送することになる。

図１５は、図１４と同様に、無線端末ＷＴ９３が開始フレームを正しく受信できない例を示したタイムチャートである。図１５に示す例においても、無線端末ＷＴ９３は隣接するセルの通信局（干渉局）から干渉を時刻ｔ_９７４まで受け、基地局装置ＡＰ９からの信号を正しく受信できない場合について説明する。

まず、基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９１〜ＷＴ９３宛のデータが生起するとＣＳＭＡ／ＣＡを実施し、所定のセンシング期間及びランダム・バックオフ時間に亘って他の通信局からの送信された信号が検出されないことを確認してアクセス権を取得する。基地局装置ＡＰ９はアクセス権を取得したために送信権取得通信極となり、フレームの送信を行う。基地局装置ＡＰ９は無線端末ＷＴ９１宛に開始フレームとしてのＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_９７１）。このとき、無線端末ＷＴ９２は、基地局装置ＡＰ９からＲＴＳフレームを受信すると、ＲＴＳフレームの宛先が自局でないため、ＲＴＳフレーム内に含まれる持続使用期間情報が示す期間をＮＡＶ期間に設定する。また、基地局装置ＡＰ９から開始フレームとしてのＲＴＳフレームを受信したことにより、ＴＸＯＰ期間が開始されたことを検出すると共に、基地局装置ＡＰ９が送信権取得通信局であることを記憶する。

無線端末ＷＴ９３は、干渉局から干渉を受けているため、基地局装置ＡＰ９からＲＴＳフレームを受信することができず、ＴＸＯＰ期間が開始されたこと、及び基地局装置ＡＰ９が送信権取得通信局であることを検出できない。無線端末ＷＴ９１は、基地局装置ＡＰ９から自局宛のＲＴＳフレームを受信すると、基地局装置ＡＰ９が送信権取得通信局であることを記憶し、ＣＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_９７２）。

基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９１からＣＴＳフレームを受信すると、無線端末ＷＴ９１宛にデータフレームを送信する（時刻ｔ_９７３）。このとき、基地局装置ＡＰ９は、データフレームに含まれるＭＡＣヘッダ内のＲＤＧフィールドに「１」を設定することにより、ＲＤでの送信が可能であることを無線端末ＷＴ９１に通知する。無線端末ＷＴ９１は、ＲＤＧフィールドに「１」が設定されたＭＡＣヘッダを含むデータフレームを受信すると、ＲＤＧフィールドが「１」であることから、基地局装置ＡＰ９宛にデータを送信可能であることを検出し、ＲＤＧフィールドに「１」を設定したＢＡフレームを返信する（時刻ｔ_９７４）。これにより、無線端末ＷＴ９１は、ＲＤにより送信するデータがあることを基地局装置ＡＰ９に通知する。

そして、無線端末ＷＴ９１は、ＳＩＦＳの後に基地局装置ＡＰ９宛に出たフレームを送信する（時刻ｔ_９７５）。なお、無線端末ＷＴ９１は、送信するデータフレームに含まれるＲＤＧフィールドに「０」を設定することで、送信する最後のフレームであることを、送信権取得通信局である基地局装置ＡＰ９に通知する。これをもって基地局装置ＡＰ９が無線端末ＷＴ９１にＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を返信し（時刻ｔ_９７６）、無線端末ＷＴ９１との通信を終える。

次に、基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９３宛のデータを送信するため、宛先を無線端末ＷＴ９３としたＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_９７７）。無線端末ＷＴ９３は、送信権取得通信局がいずれの通信局であるかを記憶していないため、受信したＲＴＳフレームが送信権取得通信局から送信されたＲＴＳフレームであるか否かの判定をすることができず、ＣＴＳフレームを返信しない。基地局装置ＡＰ９は、無線端末ＷＴ９３からの応答としてのＣＴＳフレームを受信することができず、タイムアウト後に無線端末ＷＴ９３宛のＲＴＳフレームを再送することになる。

このように、通信局が隣接するセルなどから干渉を受けている間に開始フレーム（例えば、ＲＴＳフレーム）が送信されてしまうと、この通信局はいずれの通信局が送信権取得通信局であるかを検出できない場合がある。このような場合、通信局は送信権取得通信局からの要求に応答せず、再送処理が行われ通信のスループットが低下してしまうという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、無線通信におけるスループットを改善することができる無線通信装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明は、複数の通信局が同一の周波数帯域を用いて無線通信を行う際の前記通信局として動作する無線通信装置であって、送信権を取得した通信局を特定し、特定した前記通信局に関する情報を保持する送信権取得通信局管理手段と、前記送信権取得通信局管理手段内に一定期間に渡って保持される送信権を取得した前記通信局に関する情報に基づき応答フレームの送信を行うか否かを決定する制御部とを備えることを特徴とする。

本発明は、前記送信権取得通信局管理手段は、受信したフレームが、ＢＡＲフレームの場合、送信元通信局が送信権取得通信局と判断し、ＢＡフレームに場合、送信宛先通信局が送信権取得通信局と判断し、ＤＡＴＡフレームまたはＲＴＳフレームの場合、送信元通信局が送信権取得通信局の可能性があると判断し、ＣＴＳフレームの場合、宛先通信局が送信権取得通信局の可能性があると判断する、ことを特徴とする。

本発明は、複数の通信局が同一の周波数帯域を用いて無線通信を行う際の前記通信局として動作する無線通信装置が行う無線通信方法であって、送信権を取得した通信局を特定し、特定した前記通信局に関する情報を保持する送信権取得通信局管理ステップと、前記送信権取得通信局管理により一定期間に渡って保持される送信権を取得した前記通信局に関する情報に基づき応答フレームの送信を行うか否かを決定する制御ステップとを有することを特徴とする。

本発明によれば、干渉等の影響により開始フレームを正しく受信できない場合においても、送信権取得通信局を推測又は特定することで、送信権取得通信局となった無線通信装置を把握することができ、送信権取得通信局からの要求に応答せずに再送処理が行われてしまうことを抑制することができる。その結果、無線通信システムにおいて再送処理の発生を抑えて、スループットを改善することができるという効果が得られる。

第１の実施形態における無線通信システムの構成例を示す概略図である。 同実施形態における無線通信装置（基地局装置ＡＰ及び無線端末ＷＴ）の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における無線通信装置の送信権取得通信局を推測又は判断処理の概要を示すフローチャートである。 同実施形態におけるＲＤ手法が無効なシステムでの無線通信装置の送信権取得通信局を推測又は判断処理を示すフローチャートである。 同実施形態におけるＲＤ手法が無効なシステムでＢＡ（ＡＣＫ）フレームを用いて送信権取得通信局の推定・特定を行う場合の例を示したタイムチャートである。 同実施形態におけるＲＤ手法が無効なシステムでＢＡＲフレームを用いて送信権取得通信局の推定・特定を行う場合の例を示したタイムチャートである。 同実施形態におけるＲＤ手法が無効なシステムでＤＡＴＡフレームを用いて送信権取得通信局の推定・特定を行う場合の例を示したタイムチャートである。 同実施形態におけるＲＤ手法が無効なシステムでＢＡＲフレームを用いて送信権取得通信局の推定・特定を行う場合の例を示したタイムチャートである。 同実施形態におけるＲＤ手法が無効なシステムでＲＴＳフレームを用いて送信権取得通信局の推定・特定を行う場合の例を示したタイムチャートである。 同実施形態におけるＩＥＥＥ８０２．１１ｎのＲＤ手法が有効な無線通信装置の送信処理を示すフローチャートである。 同実施形態においてＩＥＥＥ８０２．１１ｎのＲＤプロトコルを用いた双方向のデータ送受信が行われる際のフレームの例を示したタイムチャートである。 送信権取得通信局がＴＸＯＰ内において他の通信局宛にデータフレームを複数送信する際に、フレームを送信するタイミングの例を示したタイムチャートである。 ＩＥＥＥ８０２．１１ｎにおけるＲＤプロトコルを適用し、双方向にデータの送受信が行われる際のフレームの例を示したタイムチャートである。 無線端末が開始フレームを正しく受信できない例を示した第１のタイムチャートである。 無線端末が開始フレームを正しく受信できない例を示した第２のタイムチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による無線通信システムを説明する。図１は同実施形態における無線通信システムの構成例を示す概略図である。本実施形態の特徴は、ＴＸＯＰ開始フレームを正しく受信できなかった通信局は、正しく受信するフレームを用いて送信権取得通信局の推測・特定を行うことにある。図１に示す例では、無線通信システムは２つのセルＡ及びセルＢを有している。各セルＡ、Ｂは、基地局装置と無線端末とを有している。基地局装置及び無線通信端末は予め定められた同一の周波数帯域を用いて互いに無線通信を行う。セルＡは、１台の基地局装置ＡＰ１と、３台の無線端末ＷＴ１１〜ＷＴ１３とを有している。セルＢは、１台の基地局装置ＡＰ２と、１台の無線端末ＷＴ２１とを有している。セルＡ及びセルＢは、同一の周波数帯を使ってデータの送受信を行う。以下、セルＡに着目して説明を行う。セルＢが有する基地局装置ＡＰ２及び無線端末ＷＴ２１がセルＡに対する干渉局である場合について説明する。以下、基地局装置ＡＰ１と基地局装置ＡＰ２とのいずれか一方、あるいは両方を示すとき基地局装置ＡＰという。また、無線端末ＷＴ１１〜ＷＴ１３及び無線端末ＷＴ２１のいずれか一つ、あるいは全てを示すとき無線端末ＷＴという。なお、本実施形態では、無線通信システムが２つのセルを具備する場合について説明するが、３つ以上のセルを有していてもよい。

図２は、本実施形態における無線通信装置（基地局装置ＡＰ及び無線端末ＷＴ）の構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように無線通信装置は、無線通信部１と、制御部２と、送信権取得通信局（ＴＸＯＰ Ｈｏｌｄｅｒ）の推測・特定の判断処理を行う送信権取得通信局管理部３とを備えている。無線通信部１は、予め定められた周波数帯を用いて他の無線通信装置（基地局装置ＡＰ及び無線端末ＷＴ）とフレームの送受信を行う。送信権取得通信局管理部３は送信権取得通信局の推測又は判断処理を行う。制御部２は、送信権取得通信局管理部３が記憶している送信権取得通信局を示す情報に基づいて、無線通信部１が行うフレームの送受信を制御する。

図３は、本実施形態における無線通信装置（基地局装置ＡＰ及び無線端末ＷＴ）の送信権取得通信局を推測又は判断する処理動作を示すフローチャートである。まず、無線通信装置において、フレームを受信する（ステップＳ１０１）と、制御部２は受信フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ値が０であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。Ｄｕｒａｔｉｏｎ値は０（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）の場合は、ＴＸＯＰ期間が終了となるので、送信権取得通信局の推測・判断を行う必要がなく、受信フレームに対する必要な処理（ステップＳ１０３）をする。

一方、受信フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ値は０でなければ（ステップＳ１０２：ＮＯ）制御部２は、送信権取得通信局の推測・判断を行う送信権取得通信局管理部３の情報を参照する。送信権取得通信局管理部３において、既に送信権取得通信局に関する情報、すなわち、送信権取得通信局を判別できる情報があれば（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）その情報を元に受信フレームに対する必要な処理を進めるよう制御部２に指示を行う。

送信権取得通信局管理部３において、既に送信権取得通信局に関する情報、すなわち、送信権取得通信局を判別できる情報が無ければ（ステップＳ１０４：ＮＯ）、受信フレームの送受信送信装置アドレスを元に送信権取得通信局を特定できるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。ここで、送信権取得通信局を特定できれば（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、その情報を保存（ステップＳ１０６）することにより送信権取得通信局を特定し、受信フレームに対する必要な処理を進める（ステップＳ１０３）。

一方、送信権取得通信局を特定できなれば（ステップＳ１０５：ＮＯ）、送信権取得通信局の候補を推測できるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７で送信権取得通信局の候補を推測できるなら、その情報を保存（ステップＳ１０８）し、受信フレームに対する必要な処理を進める（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０７で送信権取得通信局の候補を推測できないなら、受信フレームに対する必要な処理を進める（ステップＳ１０３）。

図４は、同実施形態におけるＲＤ手法が無効なシステムでの無線通信装置の送信権取得通信局を推測又は判断する処理動作を示すフローチャートである。まず、無線通信装置において、フレームを受信する（ステップＳ２０１）と受信フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ値が０であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。Ｄｕｒａｔｉｏｎ値は０の場合は、ＴＸＯＰ期間が終了となるので、送信権取得通信局の推測・判断を行う必要がなく、受信フレームに対する必要な処理をする（ステップＳ２０３）。

一方、受信フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ値は０でなければ制御部２は、送信権取得通信局の推測・判断を行う送信権取得通信局管理部の情報を参照する（ステップＳ２０４）。送信権取得通信局管理部３において、既に送信権取得通信局に関する情報、すなわち、送信権取得通信局を判別できる情報があればその情報を元に受信フレームに対する必要な処理を進めるよう制御部２に指示を行う（ステップＳ２０３）。送信権取得通信局管理部３において、既に送信権取得通信局に関する情報、すなわち、送信権取得通信局を判別できる情報が無ければ（ステップＳ２０４：ＮＯ）、受信フレームの種類に応じて送信権取得通信局を特定できるか否かを判断する。

具体的な送信権取得通信局の判別方法は次の通りである。受信フレームがＡＣＫ（ＢＡ）フレームなら（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、ＤＡＴＡフレームに対する返信フレームを受信したと見なせるので、受信フレームの宛先通信局は送信権取得通信局であると判断できる（ステップＳ２０６）。この判断情報を受信フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ期間のみ保持する（ステップＳ２０７）。Ｄｕｒａｔｉｏｎ期間が終了すると上記の送信権取得通信局の情報をメモリーから削除する。

次に、受信フレームが、ＣＴＳなら（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、既に送信権取得通信局の候補に関する情報がメモリに保持されているか否かを確認する（ステップＳ２０９）。受信ＣＴＳフレームの宛先通信局は、既に送信権取得通信局の候補としてメモリに保存されていれば（ステップＳ２１０）、上記ＣＴＳフレームの宛先通信局は送信権取得通信局であると断定する（ステップＳ２０６）。

一方、メモリ内には、上記ＣＴＳフレームの宛先通信局は送信権取得通信局の候補としてメモリに保存されていなければ、上記ＣＴＳフレームの宛先通信局は送信権取得通信局の候補であるとし、メモリに記憶する（ステップＳ２１１）。そして、期間Ｔ以内でフレームを受信しなければ記憶した情報を削除する（ステップＳ２１２）。

次に、受信フレームがＲＴＳであれば（ステップＳ２１３：ＹＥＳ）なら、既に送信権取得通信局の候補に関する情報がメモリに保持されているか否かを確認する（ステップＳ２１４）。受信ＲＴＳフレームの送信元通信局は、既に送信権取得通信局の候補としてメモリに保存されていれば（ステップＳ２１５：ＹＥＳ）、上記ＲＴＳフレームの送信元通信局は送信権取得通信局であると断定する（ステップＳ２２０）。一方、メモリ内には、上記ＲＴＳフレームの送信元通信局は送信権取得通信局の候補としてメモリに保存されていなければ、上記ＲＴＳフレームの送信元通信局は送信権取得通信局の候補であるとし、メモリに記憶する（ステップＳ２１６）。そして、期間Ｔ以内でフレームを受信しなければ記憶した情報を削除する（ステップＳ２１７）。

次に、また、受信フレームがＤＡＴＡフレームであれば（ステップＳ２１８：ＹＥＳ）、そのフレーム長さがＲＴＳ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも大きければ（ステップＳ２１９：ＹＥＳ）、送信元通信局は送信権取得通信局であると断定する（ステップＳ２２０）。ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルではＲＴＳ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも大きいＤａｔａフレームを送信する際は予めＲＴＳ／ＣＴＳの交換が行う必要があるため、ＲＴＳ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも大きいＤａｔａフレームを受信すれば、上述ＲＴＳ／ＣＴＳの交換が正しく実施されていると判断できる。従って、ＲＴＳ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも大きいＤａｔａフレームを受信すれば、送信元通信局は送信権取得通信局であると断定できる。

一方、受信Ｄａｔａのフレーム長がＲＴＳ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも小さければ、ＲＴＳフレームの受信と同じく、既に送信権取得通信局の候補に関する情報がメモリに保持されているか否かを確認する（ステップＳ２１４）。受信Ｄａｔａフレームの送信元通信局は、既に送信権取得通信局の候補としてメモリに保存されていれば、上記Ｄａｔａフレームの送信元通信局は送信権取得通信局であると断定する（ステップＳ２２０）。そして、送信権取得通信局の情報を受信フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ期間のみ保持する（ステップＳ２２１）。一方、メモリ内には、上記Ｄａｔａフレームの送信元通信局は送信権取得通信局の候補としてメモリに保存されていなければ、上記Ｄａｔａフレームの送信元通信局は送信権取得通信局の候補であるとし、メモリに記憶する（ステップＳ２１６）。

次に、受信フレームがＢＡＲ（ＢＡ Ｒｅｑｕｅｓｔ）フレームであれば（ステップＳ２２２：ＹＥＳ）受信フレームの送信元送信局は、送信権取得通信局であると判断する（ステップＳ２２３）。

次に、図１に示すセルＡにおいて、無線端末ＷＴ１３が隣接するセルＢから干渉を受けている場合におけるセルＡの通信動作を示すフレーム・シーケンスを説明する。ここでは、セルＡにおいて、基地局装置ＡＰ１が無線端末ＷＴ１１〜ＷＴ１３宛のデータを収容し、無線端末ＷＴ１１〜ＷＴ１３宛のデータフレームを同一ＴＸＯＰ期間内で送信する例を説明する。また、基地局装置ＡＰ１が開始フレームとしてのＲＴＳフレームを送信するときに、無線端末ＷＴ１３が干渉を受けており、基地局装置ＡＰ１と無線端末ＷＴ１１とが通信をしている間に、無線端末ＷＴ１３が干渉を受けなくなる例を説明する。

図５は、本実施形態における送信権取得通信局（基地局装置ＡＰ１）が他の通信装置宛にデータフレームを複数送信するタイミングを示すタイムチャートである。同図において、横軸は時間を示している。まず、基地局装置ＡＰ１は、無線端末ＷＴ１１〜ＷＴ１３宛のデータが生起するとＣＳＭＡ／ＣＡ（キャリアセンス）を実施し、所定のセンシング期間及びランダム・バックオフ期間に亘って他の無線通信装置（無線端末ＷＴ１１〜ＷＴ１３）から送信された信号が検出されないことを確認して送信権（ＴＸＯＰ）を取得する。基地局装置ＡＰ１は送信権を取得したために送信権取得通信局になり、フレームの送信を行う。基地局装置ＡＰ１は無線端末ＷＴ１１宛に開始フレームとしてのＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_１０１）。

無線端末ＷＴ１２は、基地局装置ＡＰ１からＲＴＳフレームを受信するとＲＴＳフレームの送信元である基地局装置ＡＰ１が送信権取得通信局であることを送信権取得通信局管理部３に記録する。また、無線端末ＷＴ１２は、自装置内にＮＡＶ期間が設定されていないときに、自装置宛でないＲＴＳフレームを受信したことにより、受信したＲＴＳフレーム内に含まれる持続使用期間情報が示す期間をＮＡＶ期間に設定し、該当するＮＡＶ期間においてフレームの送信を行わないようにする。また、無線端末ＷＴ１２は、開始フレームとしてのＲＴＳフレームを受信したことにより、ＴＸＯＰ期間が開始されたことを検出する。

無線端末ＷＴ１３は、干渉局から干渉を受けているため、基地局装置ＡＰ１からＲＴＳフレームを受信することができず、ＴＸＯＰ期間が開始されたこと、及び基地局装置ＡＰ１が送信権取得通信局であることを検出できない。無線端末ＷＴ１１は、基地局装置ＡＰ１からＲＴＳフレームを受信すると、ＲＴＳフレームの送信元である基地局装置ＡＰ１が送信権取得通信局であることを送信権管理部３に記録する。また、無線端末ＷＴ１１は、受信したＲＴＳフレームの宛先が自装置であることを検出し、ＣＴＳフレームを基地局装置ＡＰ１に返信する（時刻ｔ_１０２）。

基地局装置ＡＰ１は、無線端末ＷＴ１１からＣＴＳフレームを受信すると、無線端末ＷＴ１１宛のデータフレームを送信する（時刻ｔ_１０３）。基地局装置ＡＰ１が無線端末ＷＴ１１宛のデータフレームを送信している間に、無線端末ＷＴ１３が干渉を受けなくなる。

無線端末ＷＴ１１は、基地局装置ＡＰ１から自装置宛のデータフレームを正しく受信すると、基地局装置ＡＰ１に対してＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を送信し（時刻ｔ_１０４）、フレームの送受信を終える。このとき、無線端末ＷＴ１３は、無線端末ＷＴ１１が送信したＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を受信し、受信したフレームに含まれる持続使用期間情報が示す期間をＮＡＶ期間に設定する。また、無線端末ＷＴ１１は、受信ＢＡフレームの宛先である基地局装置ＡＰ１が送信権取得通信局であることを送信権管理部３に記録する。

次に、基地局装置ＡＰ１は、無線端末ＷＴ１３宛のデータを送信するため、宛先無線端末ＷＴ１３としたＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_１０９）。このとき、無線端末ＷＴ１１及び無線端末ＷＴ１２は、受信したＲＴＳフレーム内に含まれる持続使用期間情報が示す期間をＮＡＶ期間に設定する。

無線端末ＷＴ１３は、受信したＲＴＳフレームの宛先が自装置であることを検出し、ＲＴＳフレームの送信元と送信権管理部３に記憶されている送信権取得通信局とが一致していることを検出する。この検出結果に基づいて、無線端末ＷＴ１３は、ＮＡＶ期間であるか否かに関わらす、ＣＴＳフレームを基地局装置ＡＰ１に返信する（時刻ｔ_１１０）。

基地局装置ＡＰ１は、無線端末ＷＴ１３からＣＴＳフレームを正しく受信すると、無線端末ＷＴ１３宛のデータフレームを送信する（時刻ｔ_１１１）。無線端末ＷＴ１３は、基地局装置ＡＰ１からデータフレームを正しく受信すると、基地局装置ＡＰ１に対して、ＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を返信し（時刻ｔ_１１２）、フレームの送受信を終える。

図６〜図８は、それぞれＢＡＲフレーム、ＤＡＴＡフレーム、ＣＴＳフレームを受信することで送信権取得通信局を推測・特定する場合のタイミングを示すタイムチャートである。図６〜図８に示す詳細動作は、図５に示す動作と同様であるのでここでは詳細な説明を省略する。

図９は、本実施形態における送信権取得通信局（基地局装置ＡＰ１）が他の通信装置宛にデータフレームを複数送信するタイミングを示すタイムチャートである。同図において、横軸は時間を示している。まず、基地局装置ＡＰ１は、無線端末ＷＴ１１〜ＷＴ１３宛のデータが生起するとＣＳＭＡ／ＣＡ（キャリアセンス）を実施し、所定のセンシング期間及びランダム・バックオフ期間に亘って他の無線通信装置（無線端末ＷＴ１１〜ＷＴ１３）から送信された信号が検出されないことを確認して送信権（ＴＸＯＰ）を取得する。基地局装置ＡＰ１は送信権を取得したために送信権取得通信局になり、フレームの送信を行う。基地局装置ＡＰ１は無線端末ＷＴ１１宛に開始フレームとしてのＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_１０１）。

無線端末ＷＴ１２は、基地局装置ＡＰ１からＲＴＳフレームを受信するとＲＴＳフレームの送信元である基地局装置ＡＰ１が送信権取得通信局であることを送信権取得通信局管理部３に記録する。また、無線端末ＷＴ１２は、自装置内にＮＡＶ期間が設定されていないときに、自装置宛でないＲＴＳフレームを受信したことにより、受信したＲＴＳフレーム内に含まれる持続使用期間情報が示す期間をＮＡＶ期間に設定し、該当するＮＡＶ期間においてフレームの送信を行わないようにする。また、無線端末ＷＴ１２は、開始フレームとしてのＲＴＳフレームを受信したことにより、ＴＸＯＰ期間が開始されたことを検出する。

無線端末ＷＴ１３は、干渉局から干渉を受けているため、基地局装置ＡＰ１からＲＴＳフレームを受信することができず、ＴＸＯＰ期間が開始されたこと、及び基地局装置ＡＰ１が送信権取得通信局であることを検出できない。無線端末ＷＴ１１は、基地局装置ＡＰ１からＲＴＳフレームを受信すると、ＲＴＳフレームの送信元である基地局装置ＡＰ１が送信権取得通信局であることを送信権管理部３に記録する。また、無線端末ＷＴ１１は、受信したＲＴＳフレームの宛先が自装置であることを検出し、ＣＴＳフレームを基地局装置ＡＰ１に返信する（時刻ｔ_１０２）。

基地局装置ＡＰ１は、無線端末ＷＴ１１からＣＴＳフレームを受信すると、無線端末ＷＴ１１宛のデータフレームを送信する（時刻ｔ_１０３）。無線端末ＷＴ１１は、基地局装置ＡＰ１から自装置宛のデータフレームを正しく受信すると、基地局装置ＡＰ１に対してＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を送信し（時刻ｔ_１０４）、フレームの送受信を終える。無線端末ＷＴ１１が基地局装置ＡＰ１宛のＢＡフレームを送信している間に、無線端末ＷＴ１３が干渉を受けなくなる。

次に、基地局装置ＡＰ１は、無線端末ＷＴ１２宛のデータを送信するため、宛先を無線端末ＷＴ１２としてＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_１０５）。 このとき、無線端末ＷＴ１１及び無線端末ＷＴ１３は、受信したＲＴＳフレーム内に含まれる持続使用期間情報が示す期間をＮＡＶ期間に設定する。また、無線端末ＷＴ１３は、基地局装置ＡＰ１が送信権取得通信局の候補であることを送信権管理部３に記録する。そして、この情報を保持する期間をＴとしてタイマーを動かす。受信フレームはＲＴＳであるため、タイマーＴの長さはＳＩＦＳ＋ＣＴＳ長＋ＳＩＦＳ期間と設定する。

無線端末ＷＴ１２は、受信したＲＴＳフレームの宛先が自装置であることを検出し、ＲＴＳフレームの送信元と送信権管理部３に記憶されている送信権取得通信局とが一致していることを検出する。この検出結果に基づいて、無線端末ＷＴ１２は、ＮＡＶ期間であるか否かに関わらず、ＣＴＳフレームを基地局装置ＡＰ１に返信する（時刻ｔ_１０６）。基地局装置ＡＰ１は、無線端末ＷＴ１２からＣＴＳフレームを正しく受信すると、無線端末ＷＴ１２宛のデータフレームを送信する（時刻ｔ_１０７）。

無線端末ＷＴ１３は、ＷＴ１２のＣＴＳフレームを正しく受信できれば、ＣＴＳフレームの宛先端末ＡＰ１が送信権取得通信局であると判断する。無線端末ＷＴ１３は、例えば、ＷＴ１３とＷＴ１２は互いにキャリアセンスできない距離に存在する等の理由により、ＷＴ１２のＣＴＳフレームを受信できなくても、タイマーＴ以内に再び送信権取得通信局候補であるＡＰ１からフレームを受信すると、ＡＰ１が送信権取得通信局であると判断する。無線端末ＷＴ１２は、基地局装置ＡＰ１からデータフレームを正しく受信すると、基地局装置ＡＰ１に対して、ＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を返信し（時刻ｔ_１０８）、フレームの送受信を終える。

次に、基地局装置ＡＰ１は、無線端末ＷＴ１３宛のデータを送信するため、宛先無線端末ＷＴ１３としたＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_１０９）。このとき、無線端末ＷＴ１１及び無線端末ＷＴ１２は、受信したＲＴＳフレーム内に含まれる持続使用期間情報が示す期間をＮＡＶ期間に設定する。無線端末ＷＴ１３は、受信したＲＴＳフレームの宛先が自装置であることを検出し、ＲＴＳフレームの送信元と送信権管理部３に記憶されている送信権取得通信局とが一致していることを検出する。この検出結果に基づいて、無線端末ＷＴ１３は、ＮＡＶ期間であるか否かに関わらす、ＣＴＳフレームを基地局装置ＡＰ１に返信する（時刻ｔ_１１０）。

基地局装置ＡＰ１は、無線端末ＷＴ１３からＣＴＳフレームを正しく受信すると、無線端末ＷＴ１３宛のデータフレームを送信する（時刻ｔ_１１１）。無線端末ＷＴ１３は、基地局装置ＡＰ１からデータフレームを正しく受信すると、基地局装置ＡＰ１に対して、ＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を返信し（時刻ｔ_１１２）、フレームの送受信を終える。

図１０は、同実施形態におけるＲＤ手法が有効なシステムでの無線通信装置の送信権取得通信局を推測又は判断する処理動作を示すフローチャートである。無線通信装置において、フレームを受信する（ステップＳ３０１）と受信フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ値が０であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。Ｄｕｒａｔｉｏｎ値が０の場合は、ＴＸＯＰ期間が終了となるので、送信権取得通信局の推測・判断を行う必要がなく、受信フレームに対する必要な処理をする（ステップＳ３０３）。

一方、受信フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ値は０でなければ（ステップＳ３０２：ＮＯ）制御部２は、送信権取得通信局の推測・判断を行う送信権取得通信局管理部の情報を参照する。送信権取得通信局管理部３において、既に送信権取得通信局に関する情報、すなわち、送信権取得通信局を判別できる情報があればその情報を元に受信フレームに対する必要な処理を進めるよう制御部２に指示を行う。送信権取得通信局管理部３において、既に送信権取得通信局に関する情報、すなわち、送信権取得通信局を判別できる情報が無ければ、受信フレームの種類に応じて送信権取得通信局を特定できるか否かを判断する（ステップＳ３０４）。

具体的な送信権取得通信局の判別方法は次の通りである。受信フレームがＲＴＳであれば（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）なら、既に送信権取得通信局の候補に関する情報がメモリに保持されているか否かを確認する（ステップＳ３０６）。受信ＲＴＳフレームの送信元通信局は、既に送信権取得通信局の候補としてメモリに保存されていれば（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、上記ＲＴＳフレームの送信元通信局は送信権取得通信局であると断定する（ステップＳ３０８）。そして、この判断情報を受信フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ期間のみ保持する（ステップＳ３０９）。

一方、メモリ内には、上記ＲＴＳフレームの送信元通信局は送信権取得通信局の候補としてメモリに保存されていなければ（ステップＳ３０７：ＮＯ）、上記ＲＴＳフレームの送信元通信局は送信権取得通信局の候補であるとし、メモリに記憶する（ステップＳ３１０）。そして、期間Ｔ以内でフレームを受信しなければ記憶している情報を削除する（ステップＳ３１１）。

次に、受信フレームがＤＡＴＡ、ＢＡ（ＡＣＫ）、ＢＡＲ、ＣＴＳフレームのいずれかである場合は（ステップＳ３１２：ＹＥＳ）、既に送信権取得通信局の候補に関する情報がメモリに保持されているか否かを確認する（ステップＳ３１３）。既に送信権取得通信局の候補としてメモリに保存されていれば（ステップＳ３１３：ＹＥＳ）、保存されている通信局情報とマッチする上記受信フレームの送信元通信局又は宛先通信局のいずれか送信権取得通信局であると推測する（ステップＳ３１４）。

次に、保持情報に送信元または宛先通信局が入っていれば（ステップＳ３１５：ＹＥＳ）、ＲＤ手法が有効な場合は、上記の１つのフレームを受信するだけで送信権取得通信局の断定が難しいので、上記両通信局は送信権取得通信局の有力な候補であると登録する（ステップＳ３１６）。そして、この判断情報を受信フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ期間のみ保持する（ステップＳ３１７）。送信権取得通信局の有力な候補から同一ＴＸＯＰ区間内で呼び出しがあるその呼び出しに対して返答することとする。

図１１は、本実施形態においてＩＥＥＥ８０２．１１ｎのＲＤプロトコルを用いた双方向のデータ送受信が行われる際のフレームを示したタイムチャートである。同図において、横軸は時間を示している。ここでは、基地局装置ＡＰ１が無線端末ＷＴ９１及び無線端末ＷＴ１３とデータの送受信をお互いに行う例を示している。

基地局装置ＡＰ１は、無線端末ＷＴ１１、ＷＴ１３宛のデータが生起するとＣＳＭＡ／ＣＡを実施し、所定のセンシング期間及びランダム・バックオフ期間に亘って他の通信装置から送信された信号が検出されないことを確認して送信権を取得する。基地局装置ＡＰ１は送信権を取得したために送信権取得通信局になり、フレームの送信を行う。基地局装置ＡＰ１は無線端末ＷＴ１１宛に開始フレームとしてのＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_１２１）。このとき、無線端末ＷＴ１２は、基地局装置ＡＰ１から自装置宛てでないＲＴＳフレームを受信すると、ＲＴＳフレームの送信元である基地局装置ＡＰ１が送信権取得通信局であることを送信権取得通信局管理部３に記録する。また、無線端末ＷＴ１２は、受信したＲＴＳフレーム内に含まれる持続使用期間情報が示す期間をＮＡＶ期間に設定し、該当するＮＡＶ期間においてフレームの送信を行わないようにする。また、無線端末ＷＴ１２は、開始フレームとしてのＲＴＳフレームを受信したことにより、ＴＸＯＰ期間が開始されたことを検出する。

無線端末ＷＴ１３は、干渉局から干渉を受けているため、基地局装置ＡＰ１からＲＴＳフレームを受信することができず、ＴＸＯＰ期間が開始されたこと、及び基地局装置ＡＰ１が送信権取得通信局であることを検出できない。無線端末ＷＴ１１は、基地局装置ＡＰ１からＲＴＳフレームを受信すると、ＲＴＳフレームの送信元である基地局装置ＡＰ１が送信権取得通信局であることを送信権取得通信局管理部３に記録する。また、無線端末ＷＴ１１は、受信したＲＴＳフレームの宛先が自装置であることを検出し、ＣＴＳフレームを基地局装置ＡＰ１に返信する（時刻ｔ_１２２）。

基地局装置ＡＰ１は、無線端末ＷＴ１１からＣＴＳフレームを受信すると、無線端末ＷＴ１１宛にデータフレームを送信する（時刻ｔ_１２３）。このとき、基地局装置ＡＰ１は、データフレームに含まれるＭＡＣヘッダ内のＲＤＧフィールドに「１」を設定することにより、ＲＤ（逆方向）での送信が可能であることを無線端末ＷＴ１１に通知する。無線端末ＷＴ１１は、ＲＤＧフィールドに「１」が設定されたＭＡＣヘッダを含むデータフレームを基地局装置ＡＰ１から受信すると、基地局装置ＡＰ１宛にデータを送信可能であることを検出し、ＭＡＣヘッダ内のＲＤＧフィールドに「１」を設定したＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を基地局装置ＡＰ１に返信する（時刻ｔ_１２４）。これにより、無線端末ＷＴ１１は、ＲＤにより送信するデータがあることを基地局装置ＡＰ１に通知する。

そして、無線端末ＷＴ１１は、ＳＩＦＳの後に基地局装置ＡＰ１宛にデータフレームを送信する（時刻ｔ_１２５）。なお、無線端末ＷＴ１１は、送信するデータフレームのＲＤＧフィールドに「０」を設定することで、送信する最後のデータフレームであることを、送信権取得通信局である基地局装置ＡＰ１に通知する。無線端末ＷＴ１３は、無線端末ＷＴ１１が基地局装置ＡＰ１宛に送信するデータフレームを正しく受信できる。

無線端末ＷＴ１３は、受信したフレーム内に含まれる持続使用期間情報が示す期間をＮＡＶ期間に設定し、該当するＮＡＶ期間においてフレームの送信を行わないようにする。また、無線端末ＷＴ１１および基地局装置ＡＰ１は、送信権取得通信局の候補であることを送信権取得通信局管理部３に記録する。

基地局装置ＡＰ１は、無線端末ＷＴ１１からデータフレームを受信すると、無線端末ＷＴ１１にＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を返信し（時刻ｔ_１２６）、無線端末ＷＴ１１との通信を終える。このとき、無線端末ＷＴ１３は、受信したＢＡ（又はＡＣＫ）フレームの送信元通信局および宛先通信局は、無線端末ＷＴ１３内で送信権取得通信局の候補になっていることを知り、無線端末ＷＴ１１および基地局装置ＡＰ１は、送信権取得通信局の有力な候補として送信権取得通信局管理部３に記録する。同一ＴＸＯＰ区間内で上記の送信権取得通信局の有力な候補より呼び出しがあると、それに対して返答する。このように、２つ以上の通信局を送信権取得通信局の有力な候補として登録しても問題にならないのは、例えば、ＷＴ１１は、ＡＰ１が送信権取得通信局であることを既に分かっているため、同一ＴＸＯＰ区間内でＷＴ１１から呼び出しがあると思われないからである。

次に、基地局装置ＡＰ１は、宛先を無線端末ＷＴ１３としたＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ_１２７）。無線端末ＷＴ１１及び無線端末ＷＴ１２は、受信したＲＴＳフレームが自装置宛てでないことを検出すると、受信したＲＴＳフレームに含まれる持続使用期間情報が示す期間をＮＡＶ期間に設定する。無線端末ＷＴ１３は、基地局装置ＡＰ１から受信したＲＴＳフレームが自装置宛てであること、ＡＰ１が送信権取得通信局の有力な候補であることを検出し、ＮＡＶ期間であるか否かに関わらず、ＣＴＳフレームを基地局装置ＡＰ１に送信する（時刻ｔ_１２８）。

基地局装置ＡＰ１は、無線端末ＷＴ１３からＣＴＳフレームを受信すると、無線端末ＷＴ１３宛にデータフレームを送信する（時刻ｔ_１２９）。このとき、基地局装置ＡＰ１は、データフレームに含まれるＭＡＣヘッダ内のＲＤＧフィールドに「１」を設定することにより、ＲＤでの送信が可能であることを無線端末ＷＴ１３に通知する。

無線端末ＷＴ１３は、ＭＡＣヘッダ内のＲＤＧフィールドに「１」が設定されている自装置宛てのデータフレームを基地局装置ＡＰ１から受信すると、ＲＤでデータを送信可能であることを検出し、ＤＡフレームと共にデータフレームを基地局装置ＡＰ１に送信する（時刻ｔ_１３０）。このとき、無線端末ＷＴ１３は、データフレームに含まれるＭＡＣヘッダ内のＲＤＧフィールドに「０」を設定して、送信すべきデータがないことを通知する。基地局装置ＡＰ１は、無線端末ＷＴ１３からＢＡフレーム及びデータフレームを受信すると、無線端末ＷＴ１３に対してＢＡフレームを返信し（時刻ｔ_１３１）、無線端末ＷＴ１３との通信を終える。

上記のように、自装置がフレーム送受信に関わらない場合においても受信フレームの種類及びその受信フレームの送受信通信局を基に送信権取得通信局を特定することができる。場合によっては、１つのフレームを正しく受信すると、送信権取得通信局を特定できる。場合によっては、２つ以上のフレームを受信する必要がある。このように送信権取得通信局を推測・特定することにより、基地局装置ＡＰ１及び無線端末ＷＴ１１〜ＷＴ１３（無線通信装置）は、ＴＸＯＰ期間の開始を示す開始フレームを干渉等で受信できずに、送信権取得通信局を把握することができずとも、干渉を受けなくなった後にいずれの無線通信装置が送信権取得通信局であるかを推測することができる。

このように、開始フレームを正しく受信できずとも、送信権取得通信局がいずれの無線通信装置であるかを把握することができるので、送信権取得通信局からの要求に応答せずに再送処理が行われてしまうことを抑制することができる。その結果、無線通信システムにおいて再送処理の発生を抑えて、スループットを改善させることができる。

なお、上述実施形態において、基地局装置ＡＰ１が送信権取得通信局となった場合のタイムチャートを示して説明したが、これに限ることなく、無線端末ＷＴ１１〜ＷＴ１３が送信権取得通信局になってもよい。

なお、本発明における無線通信装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより送信処理及び受信処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。更に、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行っても良い。

送信権取得通信局からの要求に応答せずに再送処理が行われてしまうことを抑制することが不可欠な用途に適用できる。

ＡＰ１，ＡＰ２，ＡＰ…基地局装置、ＷＴ１１，ＷＴ１２，ＷＴ１３，ＷＴ２１，ＷＴ…無線端末、１…無線通信部、２…制御部、３…送信権取得通信管理部、４…制御部

Claims (2)

1. 複数の通信局が同一の周波数帯域を用いて無線通信を行う際の前記通信局として動作する無線通信装置であって、
   受信したフレームが、
   ＢＡＲフレームの場合、送信元の通信局が送信権取得通信局であると判断し、該判断結果情報を保持し、
   ＢＡフレームの場合、送信宛先の通信局が送信権取得通信局と判断し、該判断結果情報を前記フレームの持続使用期間のみ保持し、
   ＤＡＴＡフレームの場合、送信元の通信局が送信権取得通信局の可能性があると判断し、該判断結果情報を前記フレームの持続使用期間のみ保持し、
   ＲＴＳフレームの場合、送信元の通信局が送信権取得通信局の可能性があると判断し、該判断結果情報を保持し、所定期間内にフレームを受信しなければ前記判断結果情報を削除し、
   ＣＴＳフレームの場合、宛先通信局が送信権取得通信局の可能性があると判断し、該判断結果情報を保持し、所定期間内にフレームを受信しなければ前記判断結果情報を削除することにより送信権を取得した通信局を特定し、特定した前記通信局に関する前記判断結果情報を保持する送信権取得通信局管理部と、
   前記送信権取得通信局管理部内に保持される送信権を取得した前記通信局に関する前記判断結果情報に基づき応答フレームの送信を行うか否かを決定する制御部と
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 複数の通信局が同一の周波数帯域を用いて無線通信を行う際の前記通信局として動作する無線通信装置が行う無線通信方法であって、
   受信したフレームが、
   ＢＡＲフレームの場合、送信元の通信局が送信権取得通信局であると判断し、該判断結果情報を保持し、
   ＢＡフレームの場合、送信宛先の通信局が送信権取得通信局と判断し、該判断結果情報を前記フレームの持続使用期間のみ保持し、
   ＤＡＴＡフレームの場合、送信元の通信局が送信権取得通信局の可能性があると判断し、該判断結果情報を前記フレームの持続使用期間のみ保持し、
   ＲＴＳフレームの場合、送信元の通信局が送信権取得通信局の可能性があると判断し、該判断結果情報を保持し、所定期間内にフレームを受信しなければ前記判断結果情報を削除し、
   ＣＴＳフレームの場合、宛先通信局が送信権取得通信局の可能性があると判断し、該判断結果情報を保持し、所定期間内にフレームを受信しなければ前記判断結果情報を削除することにより送信権を取得した通信局を特定し、特定した前記通信局に関する前記判断結果情報を保持する送信権取得通信局管理ステップと、
   前記送信権取得通信局管理ステップにより保持される送信権を取得した前記通信局に関する前記判断結果情報に基づき応答フレームの送信を行うか否かを決定する制御ステップと
   を有することを特徴とする無線通信方法。

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