JP6315597B2 - 無線通信方法、無線通信システムおよび無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信方法、無線通信システムおよび無線通信装置に関する。

近年、様々な場所で無線ＬＡＮ(Local Area Network)システムが用いられている。無線ＬＡＮシステムは、通信チャネルを時分割で使用するので、アクセスの効率化が課題となる。そこで、例えばアクセスポイント装置から複数の無線端末に同時に送信する技術が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。また、例えば他局の信号レベルが閾値より大きい場合に送信を待機するＣＣＡ(Clear Channel Assessment)制御の技術が検討されている（例えば、非特許文献２参照）。さらに、ＣＣＡ制御の閾値を適応的に制御して無線端末の送信機会を増加させる技術が検討されている（例えば、非特許文献３参照）。

"Proposed Specification Framework for TGax,"Robert Stacey et al.,doc.:IEEE 802.11-14/1453r2,5 November 2014 The LAN/MAN Standards Committee,"IEEE Std 802.11TM - 2012 IEEE Standard for Information Technology - Telecommunications and information exchange between systems - Local and metropolitan area networks - Specific requirements Part11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications" IEEE,6 Febrary 2012 "Dynamic Sensitivity Control Implementation," Graham Smith,doc.:IEEE 11-14/0635r1,May 2014 "Consideration of asynchronous interference in OBSS environment," Koichi Ishihara et al.,doc.:IEEE 11-14/1148r1,16 September 2014

送信側は、ＣＣＡ制御の閾値を高くして、干渉源の送信信号を検知しないように制御することにより、待機することなく送信が可能になる。しかし、受信側においても復調処理を開始するか否かを判断する受信感度の制御などが行われており、到来する干渉源の信号電力が復調処理を開始する基準電力以上の場合、干渉信号の復調が開始されるという問題がある。また、所望信号の受信電力が干渉信号の受信電力と比べて十分高い場合でも、干渉信号が所望信号よりも先に検知された場合、干渉信号の復調処理が開始されるため、所望信号を正常に受信することが難しい（例えば、非特許文献４参照）。この場合、送信側の送信機会は増えるが、受信側では正常な受信ができないため、再送信が増加してスループットが低下するという問題がある。

ここで、アクセスポイント装置は、自装置の無線端末への送信信号と隣接するアクセスポイント装置の送信信号との衝突を避けるために、送信電力制御、ビームフォーミング制御、アンテナ選択制御などの送信側の制御処理を行う。例えば、送信電力制御(TPC:Transmit Power Control)は、隣接するアクセスポイント装置の無線端末が復調処理を開始できない程度に送信電力を下げる技術である。また、ビームフォーミング制御は、複数のアンテナの位相を制御して電波の放射形状を変える技術であり、例えば隣接するアクセスポイント装置の無線端末の方向にヌル点が来るように電波の放射形状を制御する。アンテナ選択制御は、例えば複数のアンテナのうち電波の放射利得が自装置の無線端末の方向に最大となるアンテナを選択して、隣接するアクセスポイント装置の無線端末の方向の電波の放射利得が小さくなるようにする技術である。

このような技術を用いることにより、隣接する複数の無線ＬＡＮアクセスポイント装置が並行してそれぞれの無線端末に信号を送信することができる。ところが、送信電力制御、ビームフォーミング制御、アンテナ選択制御などの制御を実施しないアクセスポイント装置が存在する場合、無線端末側で信号の衝突が発生するため、スループットが低下するという問題が生じる。

本発明は、無線端末における干渉を少なくすると共に、送信時間を重複させて無線信号を送信できるように制御して送信機会を増やし、スループットを増大することができる無線通信方法、無線通信システムおよび無線通信装置を提供することを目的とする。

第１の発明では、連携動作が可能な複数の第１の無線通信装置と、第１の無線通信装置とは連携を行わない第２の無線通信装置と、第１の無線通信装置または第２の無線通信装置に接続される複数の無線端末とを有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、第１の無線通信装置は、第１の待機時間の送信待機を指示する自装置宛の制御フレームを送信して第２の無線通信装置を待機状態にし、第１の待機時間よりも短い第２の待機時間の経過後に自装置に接続される無線端末宛にフレームを送信し、自装置に接続される無線端末が受信感度の制御を行えない場合、第２の無線通信装置の信号レベルに応じて自装置の送信を待機するか否かを判定する閾値を、第２の無線通信装置の信号を検出可能な値に設定し、自装置に接続される無線端末が受信感度の制御を行える場合、第２の無線通信装置の信号レベルに応じて自装置の送信を待機するか否かを判定する閾値を、第２の無線通信装置の信号を検出しない値に設定することを特徴とする。

第２の発明では、連携動作が可能な複数の第１の無線通信装置と、第１の無線通信装置とは連携を行わない第２の無線通信装置と、第１の無線通信装置または第２の無線通信装置に接続される複数の無線端末とを有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、第１の無線通信装置は、第１の待機時間の送信待機を指示する自装置宛の制御フレームを送信して第２の無線通信装置を待機状態にし、第１の待機時間よりも短い第２の待機時間の経過後に自装置に接続される無線端末宛にフレームを送信し、自装置のフレーム送信時間と重複する時間に送信する予定のフレームを有する他の第１の無線通信装置が存在する場合、待機開始から自装置に接続される無線端末において受信するフレームのプリアンブル期間が終了するまでの第３の待機時間を他の第１の無線通信装置に対して指定することを特徴とする。
第３の発明では、第１の無線通信装置は、他の第１の無線通信装置と連携して収集した無線環境情報に基づいて、受信感度を変える受信感度制御、送信電力を変える送信電力制御、電波の放射パターンを変えるビームフォーミング制御および通信に適したアンテナを選択するアンテナ選択制御の少なくとも一つの制御を行って、自装置に接続されない無線端末が自装置の送信フレームを検出しないように制御することを特徴とする。

第４の発明では、連携動作が可能な複数の第１の無線通信装置と、第１の無線通信装置とは連携を行わない第２の無線通信装置と、第１の無線通信装置または第２の無線通信装置に接続される複数の無線端末とを有する無線通信システムであって、第１の無線通信装置は、第１の待機時間の送信待機を指示する自装置宛の制御フレームを送信して第２の無線通信装置を待機状態にし、第１の待機時間よりも短い第２の待機時間の経過後に自装置に接続される無線端末宛にフレームを送信し、自装置に接続される無線端末が受信感度の制御を行えない場合、第２の無線通信装置の信号レベルに応じて自装置の送信を待機するか否かを判定する閾値を、第２の無線通信装置の信号を検出可能な値に設定し、自装置に接続される無線端末が受信感度の制御を行える場合、第２の無線通信装置の信号レベルに応じて自装置の送信を待機するか否かを判定する閾値を、第２の無線通信装置の信号を検出しない値に設定することを特徴とする。

第５の発明では、連携動作が可能な複数の第１の無線通信装置と、第１の無線通信装置とは連携を行わない第２の無線通信装置と、第１の無線通信装置または第２の無線通信装置に接続される複数の無線端末とを有する無線通信システムであって、第１の無線通信装置は、第１の待機時間の送信待機を指示する自装置宛の制御フレームを送信して第２の無線通信装置を待機状態にし、第１の待機時間よりも短い第２の待機時間の経過後に自装置に接続される無線端末宛にフレームを送信し、自装置のフレーム送信時間と重複する時間に送信する予定のフレームを有する他の第１の無線通信装置が存在する場合、待機開始から自装置に接続される無線端末において受信するフレームのプリアンブル期間が終了するまでの第３の待機時間を他の第１の無線通信装置に対して指定することを特徴とする。
第６の発明では、第１の無線通信装置は、他の第１の無線通信装置と連携して収集した無線環境情報に基づいて、受信感度を変える受信感度制御、送信電力を変える送信電力制御、電波の放射パターンを変えるビームフォーミング制御および通信に適したアンテナを選択するアンテナ選択制御の少なくとも一つの制御を行って、自装置に接続されない無線端末が自装置の送信フレームを検出しないように制御することを特徴とする。

第７の発明では、無線端末と通信する無線通信部と、第１の待機時間の送信待機を指示する自装置宛の制御フレームを生成して無線通信部から送信するとともに、第１の待機時間よりも短い第２の待機時間の経過後に自装置に接続される無線端末宛のフレームを生成して無線通信部から送信する制御部とを有し、制御部は、自装置に接続される無線端末が受信感度の制御を行えない場合、連携外の他の無線通信装置の信号レベルに応じて自装置の送信を待機するか否かを判定する閾値を、連携外の他の無線通信装置の信号を検出可能な値に設定し、自装置に接続される無線端末が受信感度の制御を行える場合、連携外の他の無線通信装置の信号レベルに応じて自装置の送信を待機するか否かを判定する閾値を、連携外の他の無線通信装置の信号を検出しない値に設定することを特徴とする。

第８の発明では、無線端末と通信する無線通信部と、第１の待機時間の送信待機を指示する自装置宛の制御フレームを生成して無線通信部から送信するとともに、第１の待機時間よりも短い第２の待機時間の経過後に自装置に接続される無線端末宛のフレームを生成して無線通信部から送信する制御部とを有し、制御部は、自装置のフレーム送信時間と重複する時間に送信する予定のフレームを有する他の連携関係にある無線通信装置が存在する場合、待機開始から自装置に接続される無線端末において受信するフレームのプリアンブル期間が終了するまでの第３の待機時間を他の連携関係にある無線通信装置に対して指定することを特徴とする。
第９の発明では、他の無線通信装置と連携して無線環境情報を収集する情報管理部と、無線環境情報に基づいて、送信時間が重複する送信の可否を判断し、無線通信部の制御内容を決定する同時送信判断部とを更に有し、制御部は、同時送信判断部が決定した制御内容に基づいて、受信感度を変える受信感度制御、送信電力を変える送信電力制御、電波の放射パターンを変えるビームフォーミング制御および通信に適したアンテナを選択するアンテナ選択制御の少なくとも一つの制御を行って、自装置に接続されない無線端末が自装置の送信フレームを検出しないように制御することを特徴とする。

本発明に係る無線通信方法、無線通信システムおよび無線通信装置は、無線端末における干渉を少なくすると共に、送信時間を重複させて無線信号を送信できるように制御して送信機会を増やし、スループットを増大することができる。

本発明では、連携して動作ができない第２の無線通信装置が存在する場合において、連携動作が可能な第１の無線通信装置は、自装置に接続される無線端末に送信する前に、第１の待機時間の送信待機を指示する自装置宛の制御信号を送信して第２の無線通信装置を待機状態にさせる。そして、第１の無線通信装置は、第１の待機時間よりも短い第２の待機時間の経過後に、自装置に接続される無線端末に送信を開始する、ことを基本とする。
そして、一の発明の形態では、第１の無線通信装置は、自装置に接続される無線端末が受信感度の制御を行えない場合、第２の無線通信装置の信号レベルに応じて自装置の送信を待機するか否かを判定する閾値を第２の無線通信装置の信号が検出可能な値に設定する。これにより、第１の無線通信装置は、第２の無線通信装置がフレームを送信している期間、自装置の送信を待機するので、送信先の無線端末において第２の無線通信装置の送信フレームと第１の無線通信装置の送信フレームとが衝突しないようにすることができ、第１の無線通信装置は、第２の無線通信装置の干渉信号に影響されずに自装置の無線端末に送信を行うことができる。

また、別の発明の形態では、第１の無線通信装置は、自装置のフレーム送信時間と重複する時間に送信する予定のフレームを有する他の第１の無線通信装置が存在する場合、待機開始から自装置に接続される無線端末において受信するフレームのプリアンブル期間が経過するまでの第３の待機時間を他の第１の無線通信装置に対して指定する。これにより、いずれかの第１の無線通信装置に接続される無線端末は、他の第１の無線通信装置の影響を受けることなく、先に送信を開始した第１の無線通信装置の送信フレームを受信することができ、第１の無線通信装置は、第２の無線通信装置の干渉信号に影響されずに自装置の無線端末に送信を行うことができる。
さらに、上記発明において、第１の無線通信装置は、他の第１の無線通信装置と連携して無線環境情報を収集する。そして、収集した無線環境情報に基づいて、受信感度制御、送信電力制御、ビームフォーミング制御およびアンテナ選択制御の少なくとも一つの制御を行って、自装置に接続されない無線端末が自装置の送信するフレームを検出しないように制御する。これにより、自装置に接続される無線端末への送信と他の第１の無線通信装置に接続される無線端末への送信とを重複する時間に同時に行うことができる。

本実施例に係る無線ＬＡＮシステム１００の一例を示す図である。 アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２のキャリアセンス範囲の一例を示す図である。 無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２のキャリアセンス範囲の一例を示す図である。 連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘが存在する場合の干渉信号の一例を示す図である。 干渉信号と所望信号との時間的な関係の一例を示す図である。 ＣＣＡ制御を行わない場合にアクセスポイント装置ＡＰ１から無線端末ＳＴＡ１にフレームを送信する場合の一例を示す図である。 ＣＣＡ制御および送信電力制御を行う場合の一例を示す図である。 連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘが先に送信を開始する場合の一例を示す図である。 連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘがアクセスポイント装置ＡＰ１の先に送信を開始しない場合の一例を示す図である。 待機時間と送信タイミングの一例を示す図である。 本実施例に係るアクセスポイント装置ＡＰ１の一例を示す図である。 キャリアセンスの閾値を制御する処理例を示す図である。 制御フレームを送信するか否かを判断する処理の一例を示す図である。 制御フレームを受信した後の処理例を示す図である。 連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘの干渉の影響を受けないように同時送信を実現する一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る無線通信方法、無線通信システムおよび無線通信装置の実施例について説明する。なお、本実施例で説明する無線通信システムは、無線ＬＡＮ規格に準拠する無線ＬＡＮシステムであり、無線通信装置は、無線ＬＡＮシステムで用いられるアクセスポイント装置である。

図１は、本実施例に係る無線ＬＡＮシステム１００の一例を示す。図１において、無線ＬＡＮシステム１００は、システムサーバＳＶ１、アクセスポイント装置ＡＰ１、アクセスポイント装置ＡＰ２、アクセスポイント装置ＡＰｘ、無線端末ＳＴＡ１、無線端末ＳＴＡ２および無線端末ＳＴＡ３を有する。ここで、本実施例に係る無線ＬＡＮシステム１００は、IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11nおよびIEEE802.11acなどの規格に基づく無線ＬＡＮシステムである。そして、アクセスポイント装置ＡＰ１、アクセスポイント装置ＡＰ２およびアクセスポイント装置ＡＰｘは無線ＬＡＮ規格に基づくアクセスポイント装置であり、無線端末ＳＴＡ１、無線端末ＳＴＡ２および無線端末ＳＴＡ３は無線ＬＡＮ規格に基づく無線端末である。これらのアクセスポイント装置および無線端末は、2.4GHz帯、5GHz帯などの無線周波数を用いて通信を行う。

ここで、以降の説明において、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２に共通の事項を説明する場合は、符号末尾の番号を省略してアクセスポイント装置ＡＰと表記する。なお、アクセスポイント装置ＡＰと表記した場合、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘは含まず、連携して動作するアクセスポイント装置ＡＰを示す。また、無線端末ＳＴＡ１、無線端末ＳＴＡ２および無線端末ＳＴＡ３についても同様に、無線端末ＳＴＡ１、無線端末ＳＴＡ２および無線端末ＳＴＡ３に共通の事項を説明する場合は、符号末尾の番号を省略して無線端末ＳＴＡと表記する。

アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、互いに連携して動作することができる。ここで、本実施形態で説明する連携動作は、複数のアクセスポイント装置が無線環境情報や制御情報を共有し、相互の装置が無線フレームを同時に送受信できるように制御することである。

また、図１に示した無線ＬＡＮシステム１００には、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２と連携を行わない（本実施例では連携外と称する）アクセスポイント装置ＡＰｘが存在するものとする。図１に示した無線ＬＡＮシステム１００では、アクセスポイント装置ＡＰｘと無線端末ＳＴＡ３との通信がアクセスポイント装置ＡＰ１の通信先の無線端末ＳＴＡ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２の通信先の無線端末ＳＴＡ２の通信に干渉を与える場合の一例を示している。

システムサーバＳＶ１は、ネットワークＮＷ１上に配置され、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２に有線または無線により接続される。システムサーバＳＶ１は、例えばインターネットなどの上位網に接続され、無線端末ＳＴＡ１は、アクセスポイント装置ＡＰ１およびシステムサーバＳＶ１を介してインターネットなどの上位網にアクセスすることができる。また、システムサーバＳＶ１は、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２が連携して動作するための無線環境情報や制御情報などを送受信する。なお、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、システムサーバＳＶ１を経由せずに無線環境情報や制御情報などを直接送受信してもよい。

アクセスポイント装置ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１との間で無線フレームを送受信する。無線フレームは、例えば上位網などにアクセスするときのデータフレームやアクセスポイント装置ＡＰ１が無線端末ＳＴＡ１との間で制御情報を送受信するときの制御フレームなどである。例えば、無線端末ＳＴＡ１は、アクセスポイント装置ＡＰ１およびシステムサーバＳＶ１を介して上位網にアクセスする。逆に、上位網から無線端末ＳＴＡ１へのフレームは、システムサーバＳＶ１およびアクセスポイント装置ＡＰ１を介して無線端末ＳＴＡ１に送信される。

アクセスポイント装置ＡＰ２は、アクセスポイント装置ＡＰ１と同様に、無線端末ＳＴＡ２との間で無線フレームを送受信する。例えば、無線端末ＳＴＡ２は、アクセスポイント装置ＡＰ２およびシステムサーバＳＶ１を介して上位網にアクセスする。逆に、上位網から無線端末ＳＴＡ２へのフレームは、システムサーバＳＶ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２を介して無線端末ＳＴＡ２に送信される。

ここで、無線ＬＡＮの規格では、連携するアクセスポイント装置ＡＰおよび連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘは、自装置の識別情報などを含み、装置の存在を周辺の無線ＬＡＮ装置に知らせるためのビーコンフレームを定期的に送信している。一方、無線ＬＡＮのIEEE802.11kの規格に基づいて、アクセスポイント装置ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１が各アクセスポイント装置ＡＰから受信するビーコンフレームの受信電力値と送信元の識別情報とを無線端末ＳＴＡ１に報告させることができる。この機能を利用して、アクセスポイント装置ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１におけるアクセスポイント装置ＡＰ２の送信フレームの受信電力値を無線端末ＳＴＡ１から取得できる。同様に、アクセスポイント装置ＡＰ２は、無線端末ＳＴＡ２におけるアクセスポイント装置ＡＰ１の送信フレームの受信電力値を無線端末ＳＴＡ２から取得できる。そして、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、互いに連携して無線環境情報を交換することができるので、アクセスポイント装置ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ２が受信するアクセスポイント装置ＡＰ１のビーコンフレームの受信電力値をアクセスポイント装置ＡＰ２から取得できる。同様に、アクセスポイント装置ＡＰ２は、無線端末ＳＴＡ１が受信するアクセスポイント装置ＡＰ２のビーコンフレームの受信電力値をアクセスポイント装置ＡＰ１から取得できる。このように取得した情報を用いて、アクセスポイント装置ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ２がアクセスポイント装置ＡＰ２から受信するフレームの復調を開始しないように、自装置が無線端末ＳＴＡ１にフレームを送信するときの送信電力値を制御することができる。同様に、アクセスポイント装置ＡＰ２は、無線端末ＳＴＡ１がアクセスポイント装置ＡＰ１から受信するフレームの復調を開始しないように、自装置が無線端末ＳＴＡ２にフレームを送信するときの送信電力値を制御することができる。

無線端末ＳＴＡ１は、アクセスポイント装置ＡＰ１との間で無線フレームを送受信する。また、無線端末ＳＴＡ１は、受信するビーコンフレームの送信元情報や当該フレームの受信電力値などをアクセスポイント装置ＡＰ１に報告する。

無線端末ＳＴＡ２は、無線端末ＳＴＡ１と同様に、アクセスポイント装置ＡＰ２との間で無線フレームを送受信する。また、無線端末ＳＴＡ２は、受信するビーコンフレームの送信元情報や当該フレームの受信電力値などをアクセスポイント装置ＡＰ２に報告する。

アクセスポイント装置ＡＰｘは、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２と連携して動作できないアクセスポイント装置である。従って、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、アクセスポイント装置ＡＰｘと連携して送信電力を制御したり、アクセスポイント装置ＡＰｘから無線環境情報を得ることは難しい。但し、アクセスポイント装置ＡＰｘは、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２と同様の無線ＬＡＮ規格に基づく通信方法を用いて、無線端末ＳＴＡ３と通信を行う。従って、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２と同様に、アクセスポイント装置ＡＰｘは、チャネルをキャリアセンスして受信電力値が閾値以上の場合、送信を待機する機能を有する。また、アクセスポイント装置ＡＰｘは、他装置が送信するＲＴＳ(Request To Send:送信要求)フレームやＣＴＳ(Clear to send:送信準備完了)フレームのduration値によって待機時間が指定された場合、送信を待機する機能を有する。

無線端末ＳＴＡ３は、アクセスポイント装置ＡＰｘとの間で無線フレームを送受信する。なお、図１において、アクセスポイント装置ＡＰｘから上位網に接続する経路は省略されているが、システムサーバＳＶ１とは別のサーバを介して上位網にアクセスすることができる。

このように、図１に示した無線ＬＡＮシステム１００は、連携可能なアクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２と、アクセスポイント装置ＡＰ１，ＡＰ２とは連携できないアクセスポイント装置ＡＰｘとを有する。そのため、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２は、アクセスポイント装置ＡＰｘが無線端末ＳＴＡ３に送信するフレームの干渉を受ける場合がある。
［キャリアセンス範囲］
図２は、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２のキャリアセンス範囲の一例を示す。なお、図２において、アクセスポイント装置ＡＰ１、アクセスポイント装置ＡＰ２、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２は、図１に示した同符号のブロックと同様の機能を有する。

ここで、キャリアセンス範囲は、アクセスポイント装置ＡＰがＣＣＡ制御により待機状態になる範囲を示し、アクセスポイント装置ＡＰは、自装置のキャリアセンス範囲内に他のアクセスポイント装置ＡＰが存在して送信中である場合、送信を待機する。なお、キャリアセンス範囲は、自装置の受信感度と他局の送信電力とに依存し、自装置の受信感度が低くても他局の送信電力が高い場合は範囲内となり、他局の送信電力が低くても自装置の受信感度が高い場合は範囲内となる。なお、受信感度は、送信フレームを検出できる受信電力値であり、アクセスポイント装置や無線端末は、送信フレームを検出した場合、復調処理を開始する。

図２（ａ）は、アクセスポイント装置ＡＰのキャリアセンスの範囲が大きい場合の一例を示す。図２（ａ）において、キャリアセンス範囲１０１はアクセスポイント装置ＡＰ１のキャリアセンス範囲を示し、キャリアセンス範囲１０２はアクセスポイント装置ＡＰ２のキャリアセンス範囲を示している。

図２（ａ）において、アクセスポイント装置ＡＰ２のキャリアセンス範囲１０２は、アクセスポイント装置ＡＰ１を含むので、アクセスポイント装置ＡＰ１が無線端末ＳＴＡ１に送信中、アクセスポイント装置ＡＰ２は無線端末ＳＴＡ２への送信を待機する。これにより、アクセスポイント装置ＡＰ１は、アクセスポイント装置ＡＰ２に影響されることなく、無線端末ＳＴＡ１に送信することができる。しかし、アクセスポイント装置ＡＰ１が無線端末ＳＴＡ１に送信中、アクセスポイント装置ＡＰ２は、アクセスポイント装置ＡＰ１の送信フレームを検出するため、無線端末ＳＴＡ２への送信を待機する。このため、アクセスポイント装置ＡＰ２は、送信機会を失い、スループットが減少するという問題が生じる。

そこで、図２（ｂ）に示すように、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、他のアクセスポイント装置がキャリアセンス範囲内に入らないように、自装置のキャリアセンス範囲を小さくする。ここで、図２（ｂ）において、キャリアセンス範囲１０１ａは、アクセスポイント装置ＡＰ１のキャリアセンス範囲を示し、キャリアセンス範囲１０１ａは、図２（ａ）に示したキャリアセンス範囲１０１よりも小さい。また、キャリアセンス範囲１０２ａは、アクセスポイント装置ＡＰ２のキャリアセンス範囲を示し、図２（ａ）に示したキャリアセンス範囲１０２よりも小さい。

図２（ｂ）において、アクセスポイント装置ＡＰ２のキャリアセンス範囲１０２ａは、アクセスポイント装置ＡＰ１を含まないので、アクセスポイント装置ＡＰ１が無線端末ＳＴＡ１に送信中であっても、アクセスポイント装置ＡＰ２は無線端末ＳＴＡ２に送信することができる。これにより、アクセスポイント装置ＡＰ２は、図２（ａ）の場合に比べて無線端末ＳＴＡ２への送信機会が増え、スループットが増加する。

図３は、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２のキャリアセンス範囲の一例を示す。なお、図３において、アクセスポイント装置ＡＰ１、アクセスポイント装置ＡＰ２、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２は、図１に示した同符号のブロックと同様の機能を有する。また、図３において、キャリアセンス範囲１０１ａおよびキャリアセンス範囲１０２ａは、図２（ｂ）の同符号のキャリアセンス範囲と同じである。また、キャリアセンス範囲１０３は無線端末ＳＴＡ１のキャリアセンス範囲を示し、キャリアセンス範囲１０４は無線端末ＳＴＡ２のキャリアセンス範囲を示している。

図３において、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２は、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２の両方をキャリアセンス範囲に含むので、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２の両方が送信するフレームを受信可能である。例えば、無線端末ＳＴＡ１は、アクセスポイント装置ＡＰ１の送信フレームよりも先にアクセスポイント装置ＡＰ２の送信フレームを検出した場合、アクセスポイント装置ＡＰ２の送信フレームの復調処理を開始する。このため、アクセスポイント装置ＡＰ１の送信フレームを受信することができない。無線端末ＳＴＡ２においても同様の問題が生じる。

このように、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２がキャリアセンス範囲を小さくする制御を行って同時にフレームの送信をできるようにした場合でも、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２において、フレームの衝突が発生する場合がある。なお、図３において、連携して動作するアクセスポイント装置ＡＰだけの場合は、アクセスポイント装置ＡＰが送信電力制御、ビームフォーミング制御およびアンテナ選択制御などを行うことにより、自装置以外の無線端末ＳＴＡに自装置のフレームが検出されないように制御することも可能であるが、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘが無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２の干渉源として存在する場合、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２は、アクセスポイント装置ＡＰｘの干渉の影響を受けることになる。
［干渉信号の一例］
図４は、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘが存在する場合の干渉信号の一例を示す。なお、図４は干渉信号の流れを示し、本来の通信先への送信信号は省略されている。例えば図４において、アクセスポイント装置ＡＰ１から無線端末ＳＴＡ１への信号、アクセスポイント装置ＡＰ２から無線端末ＳＴＡ２への信号およびアクセスポイント装置ＡＰｘから無線端末ＳＴＡ３への信号は、記載せずに省略されている。

図４（ａ）は、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２がＣＣＡ制御および送信電力制御の両方を行わない場合の干渉信号の一例を示す。図４（ａ）において、アクセスポイント装置ＡＰ１の送信信号は、アクセスポイント装置ＡＰ２、アクセスポイント装置ＡＰｘ、無線端末ＳＴＡ２および無線端末ＳＴＡ３に対する干渉信号となる。同様に、図４（ａ）において、アクセスポイント装置ＡＰ２の送信信号は、アクセスポイント装置ＡＰ１、アクセスポイント装置ＡＰｘ、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ３に対する干渉信号となる。また、アクセスポイント装置ＡＰｘの送信信号は、アクセスポイント装置ＡＰ１、アクセスポイント装置ＡＰ２、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２に対する干渉信号となる。

図４（ｂ）は、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２がＣＣＡ制御を行うが送信電力制御を行わない場合の干渉信号の一例を示す。図４（ｂ）において、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、ＣＣＡ制御を行うので、他のアクセスポイント装置ＡＰの干渉信号を検出しないようにＣＣＡ閾値を設定する。これにより、アクセスポイント装置ＡＰ１は、アクセスポイント装置ＡＰ２の送信信号およびアクセスポイント装置ＡＰｘの送信信号を検出しなくなり、アクセスポイント装置ＡＰ２およびアクセスポイント装置ＡＰｘが送信中であっても待機状態にはならない。同様に、アクセスポイント装置ＡＰ２は、アクセスポイント装置ＡＰ１の送信信号およびアクセスポイント装置ＡＰｘの送信信号を検出しなくなり、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰｘが送信中であっても待機状態にならない。

図４（ｃ）は、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２がＣＣＡ制御を行わないが送信電力制御を行う場合の干渉信号の一例を示す。図４（ｃ）において、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、送信電力制御により、自装置の無線端末ＳＴＡが受信可能なレベルまで送信電力を抑える。これにより、自装置以外のアクセスポイント装置ＡＰや自装置の宛先以外の無線端末ＳＴＡがキャリアセンスで自装置の送信信号を検出しないようする。これにより、例えばアクセスポイント装置ＡＰ１の送信信号は、アクセスポイント装置ＡＰ２、アクセスポイント装置ＡＰｘ、無線端末ＳＴＡ２および無線端末ＳＴＡ３に干渉信号として影響を与えなくなる。同様に、アクセスポイント装置ＡＰ２の送信信号は、アクセスポイント装置ＡＰ１、アクセスポイント装置ＡＰｘ、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ３に干渉信号として影響を与えなくなる。しかし、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘの送信信号は、アクセスポイント装置ＡＰ１、アクセスポイント装置ＡＰ２、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２に影響を与えるという問題がある。

図４（ｄ）は、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２がＣＣＡ制御および送信電力制御の両方を行う場合の干渉信号の一例を示す。図４（ｄ）において、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、ＣＣＡ制御を行うので、他のアクセスポイント装置ＡＰの干渉信号を検出しないようにＣＣＡ閾値を高くする。これにより、アクセスポイント装置ＡＰ１は、アクセスポイント装置ＡＰ２の送信信号およびアクセスポイント装置ＡＰｘの送信信号を検出しなくなる。同様に、アクセスポイント装置ＡＰ２は、アクセスポイント装置ＡＰ１の送信信号およびアクセスポイント装置ＡＰｘの送信信号を検出しなくなる。しかし、アクセスポイント装置ＡＰｘの送信信号は、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２に対する干渉信号として影響を与える。

このように、ＣＣＡ制御及び送信電力制御の有無に応じて、干渉信号が与える影響が異なるが、アクセスポイント装置ＡＰｘが無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２の干渉源になるという問題は残る。

図５は、干渉信号と所望信号との時間的な関係の一例を示す。ここで、所望信号は、受信すべき本来の信号であり、例えば図１の場合、無線端末ＳＴＡ１の所望信号は、アクセスポイント装置ＡＰ１が無線端末ＳＴＡ１に送信する信号である。図５において、横軸は受信端(無線端末ＳＴＡなど)における時間ｔを示し、縦軸は受信端での受信電力を示す。例えば図５が無線端末ＳＴＡ１の受信電力を示している場合、所望信号はアクセスポイント装置ＡＰ１が送信する信号、干渉信号はアクセスポイント装置ＡＰｘが送信する信号である。

図５において、干渉信号の受信電力値は所望信号の受信電力値よりも小さいが、干渉信号は所望信号が到来するタイミングＴ２よりも早いタイミングＴ１で到来する。そして、干渉信号の受信電力値が無線端末ＳＴＡ１のキャリアセンスの閾値よりも大きい場合、タイミングＴ１において、無線端末ＳＴＡ１は干渉信号の復調処理を開始する。これにより、無線端末ＳＴＡ１は、干渉信号より後のタイミングＴ２で到来する所望信号の復調処理を行うことが難しくなる。
［待機時間］
アクセスポイント装置ＡＰおよび無線端末ＳＴＡは、衝突回避(CA：Collision Avoidance)のために、フレームの送信前に待機時間(DIFS：Distributedaccess Inter Frame Space)を設けて、使用するチャネルに他の送信信号が無いことを確認する。DIFSは、他の送信信号が存在するビジー状態のチャネルから他の送信信号が検出されなくなってからアイドル状態に移行したと判断されるまでの時間である。ここで、DIFSの時間が経過しても直ぐにフレームの送信ができるわけではなく、DIFSの時間に加えてランダムバックオフ(random BO(BackOff))と呼ばれる待機時間がアクセスポイント装置ＡＰや無線端末ＳＴＡにそれぞれ設定される。(random BO)の時間は、装置毎にランダムに決定される。DIFSだけの場合、複数のアクセスポイント装置ＡＰや複数の無線端末ＳＴＡがDIFSの終了後に同時に送信を開始する可能性があるが、(DIFS＋random BO)の時間は、アクセスポイント装置ＡＰ毎および無線端末ＳＴＡ毎に待機時間が異なるので、送信が同時に開始されるという問題を防止できる。そして、(DIFS＋random BO)の時間が最小のアクセスポイント装置ＡＰまたは無線端末ＳＴＡが実質的な送信権を獲得し、フレームの送信を開始することができる。ここで、(DIFS＋random BO)の時間が最小ではないアクセスポイント装置ＡＰおよび無線端末ＳＴＡは、キャリアセンスで先に送信されたフレームを検出して送信を待機するので、フレームの衝突を防止できる。

図６は、ＣＣＡ制御を行わない場合にアクセスポイント装置ＡＰ１から無線端末ＳＴＡ１にフレームを送信する場合の一例を示す。なお、図６は、図２（ａ）の状態に対応する。

図６において、横軸は時間ｔを示し、時間軸の上側のフレームは送信フレームを示し、時間軸の下側のフレームは受信フレームを示す。ここで、図６は、アクセスポイント装置ＡＰ１の(DIFS＋random BO)よりもアクセスポイント装置ＡＰ２の(DIFS＋random BO)の方が長い場合の一例を示している。従って、図６において、タイミングＴ１０から(DIFS＋random BO)の待機時間が開始され、タイミングＴ１１でアクセスポイント装置ＡＰ１の待機時間(DIFS＋random BO)が先に終了する。そして、アクセスポイント装置ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１宛のフレーム１５１を送信する。フレーム１５１は、無線端末ＳＴＡ１により受信されて復調されるが、アクセスポイント装置ＡＰ２および無線端末ＳＴＡ２にもフレーム１５１が到来し、キャリアセンスで検出される。なお、図６において、アクセスポイント装置ＡＰ１が送信したフレーム１５１は、少し遅延して無線端末ＳＴＡ１に届くように描いてあるが、遅延時間はフレーム１５１の送信時間に比べて殆ど無視できるので、タイミングＴ１１で無線端末ＳＴＡ１、無線端末ＳＴＡ２および無線端末ＳＴＡ３に届くものと考えてよい。また、以降で説明する他の図においても送信フレームの送信タイミングに対して受信フレームの受信タイミングを少し遅らせて描いてある。

図６において、アクセスポイント装置ＡＰ２は、タイミングＴ１１の時点でチャネルが空いていない状態(ビジー状態)と判断し、(DIFS＋random BO)の待機時間のカウンタを停止して、チャネルがアイドル状態になるまで待機する。そして、タイミングＴ１２でチャネルが空いたことを検出し、(DIFS＋random BO)の待機時間のうち未カウントのバックオフ時間(remained BO)とDIFSとの合計の待機時間(DIFS＋remained BO)のカウントを再開する。なお、アイドル状態を検出するためのDIFSの期間は、無線ＬＡＮ規格により、フレームの送信が終了する毎に毎回、設ける必要がある。そして、アクセスポイント装置ＡＰ２は、タイミングＴ１２で再開したカウンタのカウント値が(DIFS＋remained BO)の待機時間に達すると、チャネルに他のフレームが存在しないことを確認して、無線端末ＳＴＡ２宛のフレーム１５２を送信し、フレーム１５２は、無線端末ＳＴＡ２により受信されて復調される。

このように、アクセスポイント装置ＡＰ１が無線端末ＳＴＡ１に送信中、アクセスポイント装置ＡＰ２は無線端末ＳＴＡ２への送信を待機する。これにより、アクセスポイント装置ＡＰ１は、アクセスポイント装置ＡＰ２に影響されることなく、無線端末ＳＴＡ１にフレームを送信することができる。しかし、アクセスポイント装置ＡＰ１が無線端末ＳＴＡ１に送信中、アクセスポイント装置ＡＰ２は無線端末ＳＴＡ２への送信機会を失うので、アクセスポイント装置ＡＰ２のスループットが低下するという問題がある。
［ＣＣＡ制御および送信電力制御を行う場合］
図７は、ＣＣＡ制御および送信電力制御を行う場合の一例を示す。なお、図７は、図２（ｂ）の状態に対応する。

図７において、図６と同様に、横軸は時間ｔを示し、時間軸の上側のフレームは送信フレームを示し、時間軸の下側のフレームは受信フレームを示す。また、図７は、図６と同様に、アクセスポイント装置ＡＰ１の(random BO)の期間よりもアクセスポイント装置ＡＰ２の(random BO)の期間の方が長い場合の一例を示している。図７において、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、連携してＣＣＡ制御を実行し、互いに干渉しないように制御される。これにより、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、互いに重複してフレームの送信が可能である。また、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、連携して送信電力制御を実行する。例えばアクセスポイント装置ＡＰ１は、アクセスポイント装置ＡＰ２の宛先の無線端末ＳＴＡ２がアクセスポイント装置ＡＰ１の送信フレームの復調処理を開始しないように、送信電力を抑える制御を行う。同様に、アクセスポイント装置ＡＰ２は、アクセスポイント装置ＡＰ１の宛先の無線端末ＳＴＡ１がアクセスポイント装置ＡＰ２の送信フレームの復調処理を開始しないように、送信電力を抑える制御を行う。これにより、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、互いの送信フレームによる干渉が生じることなく、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２にそれぞれ送信することができる。

図７において、タイミングＴ１０からチャネルのアイドル状態を検出して送信可能になるまでの(DIFS＋random BO)の待機時間が開始され、タイミングＴ１１でアクセスポイント装置ＡＰ１の待機時間(DIFS＋random BO)が先に終了する。そして、アクセスポイント装置ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１にフレーム１５１を送信する。フレーム１５１は、無線端末ＳＴＡ１により復調される。さらに、アクセスポイント装置ＡＰ１が無線端末ＳＴＡ１へフレーム１５１を送信中のタイミングＴ２１でアクセスポイント装置ＡＰ２の待機時間(DIFS＋random BO)が終了し、アクセスポイント装置ＡＰ２は、無線端末ＳＴＡ２にフレーム１５２を送信する。フレーム１５２は、無線端末ＳＴＡ２により復調される。

ここで、図７の例では、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、互いの送信信号によりＣＣＡ制御を行わないように、ＣＣＡ閾値を高くする。これにより、片方のアクセスポイント装置ＡＰが送信中であっても他方のアクセスポイント装置ＡＰは待機状態にならずに送信が可能であると判断する。さらに、アクセスポイント装置ＡＰの宛先の無線端末ＳＴＡが他方のアクセスポイント装置ＡＰの送信フレームをキャリアセンスで検知しない受信電力値になるように送信電力を抑える。これにより、受信端の無線端末ＳＴＡにおける干渉信号の受信電力値がキャリアセンス範囲外の値になり、復調エラーを起こすことなく所望信号のフレームを受信できる。

このように、全てのアクセスポイント装置ＡＰが連携して動作して、ＣＣＡ制御や送信電力制御を行えば、無線端末ＳＴＡにおける干渉問題は解決ができるように見えるが、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘが存在する場合、無線端末ＳＴＡにおける干渉の問題は解決されない。
［連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘが先に送信を開始する場合］
図８は、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘが先に送信を開始する場合の一例を示す。なお、図８は、図４（ｄ）の状態に対応し、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、連携して送信電力制御とＣＣＡ制御とを実行し、互いに干渉しないように制御されるので、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘが存在しない場合、重複して送信が可能である。なお、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、アクセスポイント装置ＡＰｘの送信フレームを受信してもキャリアセンスでビジー判定とならないようにＣＣＡ閾値を高く設定しており、アクセスポイント装置ＡＰｘが送信中であっても送信可能と判断する。また、アクセスポイント装置ＡＰｘは、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２の送信電力制御により、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２の送信フレームを検出しないので、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２が送信中であっても送信可能と判断する。ここで、図８において、タイミングＴ１０，Ｔ１１，Ｔ２１は、図７と同じである。また、図７と同様に、アクセスポイント装置ＡＰ１は、タイミングＴ１１にフレーム１５１の送信を開始し、アクセスポイント装置ＡＰ２は、タイミングＴ２１にフレーム１５２の送信を開始する。

図８において、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘは、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２よりも待機時間(DIFS＋random BO)が短いタイミングＴ３１に無線端末ＳＴＡ３宛のフレーム１５３を送信する。

ここで、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、図７と同様に、連携してＣＣＡ制御および送信電力制御を行っているので、互いの送信フレームが相手の無線端末ＳＴＡで復調されることはないが、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘは、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２に対して送信電力制御を行っていないので、アクセスポイント装置ＡＰｘが送信するフレーム１５３は、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２で検出され、復調処理が開始される。このため、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２は、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２が送信する所望のフレーム(フレーム１５１およびフレーム１５２)を復調することが難しい。

このように、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘが干渉源として存在する場合、且つ、アクセスポイント装置ＡＰｘが先に送信を開始する場合、連携して動作するアクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２への送信を失敗する可能性がある。
［連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘが先に送信を開始しない場合］
図９は、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘがアクセスポイント装置ＡＰ１の後に送信を開始する場合の一例を示す。なお、図９は、図８と同様に図４（ｄ）の状態に対応し、アクセスポイント装置ＡＰ１、アクセスポイント装置ＡＰ２およびアクセスポイント装置ＡＰｘは、互いの送信信号を検出しないので、アクセスポイント装置ＡＰｘは、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２が送信中であっても送信可能と判断するが、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰｘの送信開始タイミングが図８の例と異なる。

図９において、アクセスポイント装置ＡＰ１は、タイミングＴ１１ａでアクセスポイント装置ＡＰｘのタイミングＴ３１ａよりも先にフレーム１５１の送信を開始する。これにより、アクセスポイント装置ＡＰｘの無線端末ＳＴＡ３宛てのフレーム１５３よりもアクセスポイント装置ＡＰ１の無線端末ＳＴＡ１宛てのフレーム１５１の方が先に無線端末ＳＴＡ１に到着するので、無線端末ＳＴＡ１は、フレーム１５１の復調を開始できる。しかし、アクセスポイント装置ＡＰ２は、アクセスポイント装置ＡＰｘよりも後のタイミングＴ２１でフレーム１５２の送信を開始するので、アクセスポイント装置ＡＰ２の無線端末ＳＴＡ２宛てのフレーム１５２よりもアクセスポイント装置ＡＰｘの無線端末ＳＴＡ３宛てのフレーム１５３の方が先に無線端末ＳＴＡ２に到着する。このため、無線端末ＳＴＡ２は、干渉信号の無線端末ＳＴＡ３宛てのフレーム１５３の復調を開始し、自端末宛のフレーム１５２の復調を行うことが難しい。なお、図９の例では、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、送信電力制御により、送信電力を抑えているので、無線端末ＳＴＡ３がアクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２の送信フレームの復調を開始することなく、アクセスポイント装置ＡＰｘの送信フレームを復調することができる。ここで、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、送信電力制御だけでなく、ビームフォーミング制御やアンテナ選択制御などを組み合わせて無線端末ＳＴＡ３がアクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２の送信フレームをキャリアセンスで検知しないように制御してもよい。

このように、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘが無線端末ＳＴＡ３への送信を開始するタイミングよりも後に送信する場合、連携して動作しているアクセスポイント装置ＡＰであっても連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘの送信フレームによる干渉の問題が生じる。
［本実施例に係る無線ＬＡＮシステム１００］
そこで、本実施例に係る無線ＬＡＮシステム１００では、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘが、連携関係にあるアクセスポイント装置ＡＰ１，ＡＰ２よりも先に送信を開始しないように制御する。

ここで、本実施例に係るアクセスポイント装置ＡＰは、送信を禁止する期間(duration値)を示す無線ＬＡＮフレームを自装置宛に送信する。本実施形態では、duration値を示す無線ＬＡＮフレームの一例として、無線ＬＡＮ規格の制御フレーム(ＣＴＳフレーム)を自装置宛に送信する[CTS to self]の機能を利用する。ＣＴＳフレームは、duration値を記述できるフィールドを有する。duration値は、送信を禁止するNAV(Network Allocation Vector)期間を示し、例えば、アクセスポイント装置ＡＰは、他のアクセスポイント装置ＡＰ、アクセスポイント装置ＡＰｘおよび無線端末ＳＴＡの送信をNAV期間(実際には(DIFS＋random BO＋NAV期間)だけ待機させることができる。

また、ＣＴＳフレーム、ＲＴＳフレームおよびデータフレームには、送信終了後、予め決められたSIFS(Short Inter Frame Space)と呼ばれるキャリアセンスを行うための待ち時間が無線ＬＡＮ規格で規定されている。そして、自装置宛のＣＴＳフレームを送信したアクセスポイント装置ＡＰは、SIFSの期間、キャリアセンスで他の送信フレームを検出しなかった場合、データフレームの送信を開始する。

本実施例において、ＣＴＳフレームを送信するアクセスポイント装置ＡＰは、ＣＴＳフレームのNAV期間がSIFSの期間よりも長くなるように、duration値を設定する。そして、ＣＴＳフレームを送信するアクセスポイント装置ＡＰは、SIFSの期間の経過後にフレームの送信を開始する。これにより、ＣＴＳフレームを送信するアクセスポイント装置ＡＰは、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘおよび連携する他のアクセスポイント装置ＡＰよりも早くフレームの送信を開始することができる。

さらに、本実施例において、ＣＴＳフレームを送信するアクセスポイント装置ＡＰは、連携する他のアクセスポイント装置ＡＰに対して連携経路を介して一定期間を指定する。ここで、連携する他のアクセスポイント装置に対して指定される一定期間は、自装置宛のＣＴＳフレームで指定するNAV期間よりも短く、且つ、SIFSの期間以上の期間である。なお、連携経路は、例えばシステムサーバＳＶ１を経由する経路であってもよいし、連携するアクセスポイント装置ＡＰ間で直接、無線フレームを送受信する経路であってもよい。

ここで、連携するアクセスポイント装置ＡＰにおいて、互いに他方のアクセスポイント装置ＡＰが送信するフレームを自装置の送信先の無線端末ＳＴＡが検出しない場合、所定期間はSIFSの期間と同じであってもよい。つまり、連携するアクセスポイント装置ＡＰは、同じタイミングでフレームの送信を開始してもよい。

一方、一方のアクセスポイント装置ＡＰにおいて、他方のアクセスポイント装置ＡＰが送信するフレームを自装置の送信先の無線端末ＳＴＡが検出する虞がある場合、所定期間は(SIFS＋データフレームのプリアンブル期間)以上に設定する。ここで、データフレームのプリアンブル期間は、無線端末ＳＴＡがデータフレームの復調処理を行うための受信タイミングや周波数同期を確立するための期間である。従って、無線端末ＳＴＡは、干渉信号が無い状態でプリアンブル期間まで受信できれば復調処理を行うための同期を確立できる。さらに、無線端末ＳＴＡは、プリアンブル期間以降に干渉信号が到来した場合でも、所望信号のＳＩＮＲ(Signal to Interference plus Noise Ratio)が高ければ正常に復調処理を行うことができる。なお、連携するアクセスポイント装置ＡＰは、送信電力制御、ビームフォーミング制御およびアンテナ選択制御により、送信先の無線端末ＳＴＡにおけるＳＩＮＲができるだけ高くなるように制御する。これにより、連携するアクセスポイント装置ＡＰは、先に送信されたデータフレームのプリアンブル期間後に重複してデータフレームの送信を開始できるので、送信機会を増やすことができる。

なお、連携するアクセスポイント装置ＡＰは、送信電力制御、ビームフォーミング制御およびアンテナ選択制御により、送信先の無線端末ＳＴＡにおけるＳＩＮＲができるだけ高くなるように制御した場合でも正常な受信が難しいと予測される場合(例えば送信先の無線端末ＳＴＡにおける自装置の信号レベルに対して干渉信号のレベルが高過ぎる場合)、 (SIFS＋データフレーム期間)以上の期間または(SIFS＋データフレーム期間＋SIFS＋ＡＣＫ期間)以上の期間を一定期間として指定する。これにより、アクセスポイント装置ＡＰは、自装置のデータフレームの送信が終了してＡＣＫ信号の受信を完了するまで、他の装置の送信を待機させることができ、確実にデータフレームの送信を終了することができる。

さらに、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘは、[CTS to self]のＣＴＳフレームのduration値で指定されるNAV期間の終了後、(DIFS＋random BO)または(DIFS＋AIFS)の期間、キャリアセンスを実施してチャネルがアイドル状態であるか否かを判断し、アイドル状態である場合、フレームの送信を開始する。ここで、(NAV期間＋DIFS＋random BO)または(NAV期間＋DIFS＋AIFS)の期間は、連携するアクセスポイント装置ＡＰがデータフレームの送信を開始してプリアンブル期間が終了するまでの期間以上に設定される。これにより、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘがフレームの送信を開始した時点において、連携するアクセスポイント装置ＡＰは、データフレームの送信を開始してプリアンブル期間が終了した状態になっている。このため、連携するアクセスポイント装置ＡＰの送信先の無線端末ＳＴＡは、既に受信処理を開始しており、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘが送信するフレームの影響を低減でき、送信機会を増やすことができる。なお、連携するアクセスポイント装置ＡＰは、送信電力制御、ビームフォーミング制御およびアンテナ選択制御により、送信先の無線端末ＳＴＡにおけるＳＩＮＲができるだけ高くなるように制御する。

なお、連携するアクセスポイント装置ＡＰは、送信電力制御、ビームフォーミング制御およびアンテナ選択制御により、送信先の無線端末ＳＴＡにおけるＳＩＮＲができるだけ高くなるように制御した場合でも正常な受信が難しいと予測される場合(例えば送信先の無線端末ＳＴＡにおける自装置の信号レベルに対して干渉信号のレベルが高過ぎる場合)、 (SIFS＋データフレーム期間)以上の期間または(SIFS＋データフレーム期間＋SIFS＋ＡＣＫ期間)以上の期間を[CTS to self]のＣＴＳフレームのduration値で指定する。これにより、アクセスポイント装置ＡＰは、自装置のデータフレームの送信が終了してＡＣＫ信号の受信を完了するまで、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘの送信を待機させることができ、干渉信号を受けることなく確実にデータフレームの送信を終了することができる。

図１０は、待機時間と送信タイミングの一例を示す。図１０において、横軸は時間ｔを示している。

タイミングＴ４１において、アクセスポイント装置ＡＰ１は、自装置宛のＣＴＳフレーム１６１の送信を開始する。ＣＴＳフレーム１６１は、アクセスポイント装置ＡＰ２およびアクセスポイント装置ＡＰｘで受信される。ここで、アクセスポイント装置ＡＰ１は、送信電力制御を行わずにＣＴＳフレーム１６１を送信する。この理由は、アクセスポイント装置ＡＰ１が送信電力制御を行って送信電力を下げた場合、例えば干渉源の連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘでＣＴＳフレーム１６１が受信されない可能性があるためである。アクセスポイント装置ＡＰｘがＣＴＳフレーム１６１を受信できない場合、アクセスポイント装置ＡＰｘは、ＣＴＳフレーム１６１で指定されたNAV期間の送信待機を行わないので、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ１が送信するデータフレームの宛先となる無線端末ＳＴＡは、アクセスポイント装置ＡＰｘの影響を受けることになる。

タイミングＴ４２において、ＣＴＳフレーム１６１の送信が終了する。ここで、アクセスポイント装置ＡＰ１は、ＣＴＳフレーム１６１の送信終了からキャリアセンスを行うためのSIFS期間、送信を待機する。

タイミングＴ４３において、ＣＴＳフレーム１６１の終了後、SIFSの期間が経過すると、アクセスポイント装置ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１宛てのデータフレーム１６２の送信を開始する。

タイミングＴ４４において、ＣＴＳフレーム１６１の終了後、連携するアクセスポイント装置ＡＰ１から連携経路を介して指定された一定期間が経過すると、アクセスポイント装置ＡＰ２は、無線端末ＳＴＡ２宛てのデータフレーム１６３の送信を開始する。

タイミングＴ４５において、ＣＴＳフレーム１６１の終了後、ＣＴＳフレーム１６１で指定されたNAV期間が経過すると、アクセスポイント装置ＡＰｘは、さらに、(DIFS＋random BO)または(DIFS＋AIFS)の期間、キャリアセンスを実施してチャネルがアイドル状態であるか否かを判断する。

タイミングＴ４６において、アクセスポイント装置ＡＰｘは、チャネルがアイドル状態である場合、無線端末ＳＴＡ３宛のデータフレーム１６４の送信を開始する。

このように、本実施例に係るアクセスポイント装置ＡＰ１は、自装置宛のＣＴＳフレーム１６１を送信して、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘの送信を待機させておき、自装置の無線端末ＳＴＡ１へのデータフレーム１６２の送信を開始する。そして、アクセスポイント装置ＡＰ１は、連携するアクセスポイント装置ＡＰ２にアクセスポイント装置ＡＰｘの待機時間よりも短い一定期間を指定して送信を待機させた後、アクセスポイント装置ＡＰ２は、自装置の無線端末ＳＴＡ２へのデータフレーム１６３の送信を開始する。さらに、アクセスポイント装置ＡＰｘは、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２が送信を開始した後、自装置の無線端末ＳＴＡ３へのデータフレーム１６４の送信を開始する。これにより、アクセスポイント装置ＡＰ１、アクセスポイント装置ＡＰ２およびアクセスポイント装置ＡＰｘは、互いに重複してデータフレームを送信できるので、各装置のデータフレームの送信が完了後に次のデータフレームの送信を順番に行う場合に比べて送信機会を増やすことができる。

図１１は、本実施例に係るアクセスポイント装置ＡＰ１の一例を示す。ここでは、アクセスポイント装置ＡＰ１の場合について説明するが、アクセスポイント装置ＡＰ２も同様の構成を有する。

図１１において、アクセスポイント装置ＡＰ１は、無線通信部２０１、制御部２０２、情報管理部２０３、制御情報交換部２０４および同時送信判断部２０５を有する。

無線通信部２０１は、IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11gおよびIEEE802.11n、IEEE802.11nおよびIEEE802.11acなどの無線ＬＡＮ規格に基づく通信方法を用いて、2.4GHz帯、5GHz帯などの無線周波数で無線端末と通信を行う。例えば、無線通信部２０１は、到来する信号を受信して、送信元の情報と受信電力値とを制御部２０２に通知する。また、無線通信部２０１は、制御部２０２の指令に基づいて、送信電力値を変えることができる。ここで、無線通信部２０１は、複数のアンテナを有し、各アンテナに供給する無線信号の位相を制御することによって、電波の放射パターンを変えることができる。例えば、無線通信部２０１は、放射パターンのヌル点を干渉信号が到来する方向に配置することにより、干渉信号を抑制することができる。逆に、無線通信部２０１は、放射パターンの利得が大きい部分を通信先の無線端末ＳＴＡの方向に配置することにより、弱い電波でも通信することができる。また、無線通信部２０１は、複数のアンテナのそれぞれが異なる方向に指向性を有する場合、制御部２０２の指令により、複数のアンテナのうち、干渉信号が到来する方向のアンテナを選択せずに、通信先の所望信号が到来する方向のアンテナを選択する。これにより、無線通信部２０１は、干渉信号を抑え、所望信号の受信レベルを上げてＳＩＮＲを向上することができる。

制御部２０２は、装置全体の動作を制御する。例えば、制御部２０２は、無線端末ＳＴＡとの間で送受信するフレームの種類(制御フレーム、データフレームなど)を識別する。そして、制御フレームである場合は、制御フレームに格納されている制御情報に応じた処理を行う。例えば制御フレームがＡＣＫフレームの場合、制御部２０２は、無線端末ＳＴＡが正常に受信したことを確認する。そして、ＡＣＫフレームが返ってこない場合、制御部２０２は、データフレームの再送を行う。また、制御部２０２は、無線通信部２０１を制御して、ＣＣＡ制御、送信電力制御、ビームフォーミング制御、アンテナ選択制御の少なくとも一つの制御を行って、自装置の送信先の無線端末ＳＴＡ以外の無線端末ＳＴＡが自装置の送信フレームを検出しないように制御する。これにより、制御部２０２は、自装置の送信先の無線端末ＳＴＡ以外の無線端末ＳＴＡが自装置の送信フレームを検出して復調を開始するのを防止する。

さらに、制御部２０２は、指定した待機時間(NAV期間)だけ送信を待機させるための自装置宛の制御フレームを無線通信部２０１から送信した後、指定した待機時間よりも短い待機時間(SIFS期間)が経過後に自装置に接続される無線端末ＳＴＡ宛てのフレームを送信する。これにより、制御部２０２は、アクセスポイント装置ＡＰｘの送信を指定した時間だけ待機させ、先に送信する自装置の送信フレームとアクセスポイント装置ＡＰｘの送信フレームとの衝突を回避することができる。

情報管理部２０３は、接続されている無線端末ＳＴＡの情報や後述する制御情報交換部２０４が収集した情報などを管理する。無線端末ＳＴＡの情報は、例えば無線端末ＳＴＡのＭＡＣ(Media Access Control)アドレスや搭載機能(ＣＣＡ制御や送信電力制御の有無など)に関する情報と、無線端末ＳＴＡがアクセスポイント装置ＡＰやアクセスポイント装置ＡＰｘから受信するビーコンフレームの受信電力値や送信元アドレスなどの無線環境情報である。

制御情報交換部２０４は、接続される無線端末ＳＴＡや無線通信部２０１から得られた受信電力値や送信元アドレスなどの無線環境情報をネットワークＮＷ１上にあるシステムサーバＳＶ１へ転送する。そして、システムサーバＳＶ１は、他のアクセスポイント装置ＡＰに無線環境情報を送信する。逆に、システムサーバＳＶ１は、他のアクセスポイント装置ＡＰが収集した無線環境情報を制御情報交換部２０４に送信する。なお、制御情報交換部２０４は、システムサーバＳＶ１を介さずに直接、連携する他のアクセスポイント装置ＡＰに無線環境情報を送信してもよい。この場合、制御情報交換部２０４は、他のアクセスポイント装置ＡＰが収集した無線環境情報を直接、他のアクセスポイント装置ＡＰから受信する。

また、制御情報交換部２０４は、無線端末ＳＴＡがインターネットなどの上位網にアクセスするときのデータフレームもシステムサーバＳＶ１に送信する。逆に、制御情報交換部２０４は、システムサーバＳＶ１から受信する無線端末ＳＴＡ宛のデータフレームを制御部２０２および無線通信部２０１を介して無線端末ＳＴＡに送信する。

同時送信判断部２０５は、制御情報交換部２０４が収集した情報を参照し、自装置に接続される無線端末ＳＴＡに対して他の連携するアクセスポイント装置ＡＰや連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘと同時に送信が可能であるか否かを判断する。そして、同時送信判断部２０５は、同時送信が可能であると判断した場合、ＣＣＡ制御の閾値、送信電力値、ビームフォーミングの制御値およびアンテナの選択先などを決定し、制御部２０２に出力する。制御部２０２は、同時送信判断部２０５が決定したＣＣＡ制御の閾値、送信電力値、ビームフォーミングの制御値およびアンテナの選択先などに応じて無線通信部２０１を制御し、自装置に接続される無線端末ＳＴＡにフレームを送信する。これにより、アクセスポイント装置ＡＰは、他のアクセスポイント装置ＡＰやアクセスポイント装置ＡＰｘからの干渉信号を検出しないようにしたり、自装置の送信信号が他のアクセスポイント装置ＡＰや自装置以外の無線端末ＳＴＡの干渉信号にならないようにすることができる。

このように、本実施例では、連携するアクセスポイント装置ＡＰ間で無線環境情報を交換して同時通信が可能であるか否かを判別し、ＣＣＡ制御、送信電力制御、ビームフォーミング制御およびアンテナ選択制御などを実施して、同時通信を行うことができる。さらに、本実施例では、アクセスポイント装置ＡＰは、指定した待機時間だけ送信を待機させるための自装置宛の制御フレームを送信し、指定した待機時間よりも短い待機時間が経過後に自装置に接続される無線端末ＳＴＡ宛てのフレームを送信することにより、干渉源のアクセスポイント装置ＡＰｘの送信を待機させて、自装置の送信フレームとアクセスポイント装置ＡＰｘの送信フレームとの衝突を回避することができる。

図１２は、キャリアセンスの閾値を制御する処理例を示す。図１２において、アクセスポイント装置ＡＰは、宛先の無線端末ＳＴＡが受信感度の制御を行うことができず、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘが干渉源として存在する場合、ＣＣＡ閾値を高くしないように制御する。

ステップＳ１０１において、アクセスポイント装置ＡＰは、周辺の無線環境情報を収集する。例えば図１に示したアクセスポイント装置ＡＰ１は、アクセスポイント装置ＡＰ２、アクセスポイント装置ＡＰｘおよび無線端末ＳＴＡが送信するフレームの受信電力値や送信元アドレスなどの無線環境情報を収集する。同様に、アクセスポイント装置ＡＰ２は、アクセスポイント装置ＡＰ１、アクセスポイント装置ＡＰｘおよび無線端末ＳＴＡが送信するフレームの受信電力値や送信元アドレスなどの無線環境情報を収集する。そして、アクセスポイント装置ＡＰ１は、連携するアクセスポイント装置ＡＰ２が収集した無線環境情報を取得し、アクセスポイント装置ＡＰ２は、連携するアクセスポイント装置ＡＰ１が収集した無線環境情報を取得する。これにより、アクセスポイント装置ＡＰ１は、自装置が送信するフレームに対して、無線端末ＳＴＡ１における受信電力値、無線端末ＳＴＡ２における受信電力値、アクセスポイント装置ＡＰ２における受信電力値、アクセスポイント装置ＡＰ２やアクセスポイント装置ＡＰｘが送信するフレームの自装置での受信電力値などの無線環境情報を取得することができる。アクセスポイント装置ＡＰ１は、収集した無線環境情報に基づいて、アクセスポイント装置ＡＰ２や無線端末ＳＴＡ２に影響を与えない送信電力値を求めることができる。アクセスポイント装置ＡＰ２についても同様に、収集した無線環境情報に基づいて、アクセスポイント装置ＡＰ１や無線端末ＳＴＡ１に影響を与えない送信電力値を求めることができる。

ステップＳ１０２において、アクセスポイント装置ＡＰは、宛先の無線端末ＳＴＡが干渉信号の影響を排除する制御が可能であるか否かを判別する。アクセスポイント装置ＡＰは、判別結果がＹｅｓの場合、ステップＳ１０３の処理に進み、判別結果がＮｏの場合、ステップＳ１０５の処理に進む。

ここで、干渉信号の影響を排除する機能は、例えば受信感度の制御などである。また、接続される可能性がある無線端末ＳＴＡの機能情報を無線端末ＳＴＡの固有の識別番号(ＭＡＣアドレスなど)に対応させてシステムサーバＳＶ１またはアクセスポイント装置ＡＰに予め登録しておくことにより、無線端末ＳＴＡが干渉信号の影響を排除する制御が可能であるか否かを知ることができる。

ステップＳ１０３において、アクセスポイント装置ＡＰは、宛先の無線端末ＳＴＡが干渉信号の復調処理を開始しないように調整可能であるか否かを判別する。アクセスポイント装置ＡＰは、判別結果がＹｅｓの場合、ステップＳ１０４の処理に進み、判別結果がＮｏの場合、ステップＳ１０６の処理に進む。

ここで、干渉信号の復調処理を開始しないように調整するには、例えば図３で説明したように、アクセスポイント装置ＡＰの送信電力を低くするか、無線端末ＳＴＡの受信感度を低くしてキャリアセンス範囲を小さくする必要がある。なお、アクセスポイント装置ＡＰが無線端末ＳＴＡに対して受信感度を変更するように制御する方法として、例えば無線ＬＡＮの制御フレームにより無線端末ＳＴＡに直接通知する方法やその他の回線(モバイル回線等)を利用して無線端末ＳＴＡに直接通知する方法を用いることができる。或いは、無線端末ＳＴＡ自身が接続先のアクセスポイント装置ＡＰの送信フレームに対する受信電力値を計測し、送信フレームを復調するのに必要な最小限の受信感度を設定する方法を用いることができる。さらに、必要な最小限の受信感度を求める数式や受信感度の決定手順をアクセスポイント装置ＡＰが無線端末ＳＴＡに通知する方法を用いることができる。そして、アクセスポイント装置ＡＰは、無線端末ＳＴＡが上記のような受信感度を変更する機能を有さない場合、干渉信号の復調処理を開始しないように調整できないと判断する。

ステップＳ１０４において、アクセスポイント装置ＡＰは、送信機会が多くなるようにＣＣＡ制御の閾値を高くする制御を実施する。これにより、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、重複してそれぞれの無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２にフレームを送信することができる。

ステップＳ１０５において、アクセスポイント装置ＡＰは、無線端末ＳＴＡが干渉信号の復調処理を実施しているか否かを判別する。アクセスポイント装置ＡＰは、判別結果がＹｅｓの場合、ステップＳ１０６の処理に進み、判別結果がＮｏの場合、ステップＳ１０４の処理に進む。ここで、無線端末ＳＴＡが干渉信号の復調処理を実施しているか否かは、例えばIEEE802.11kの規格に基づく処理を実施することにより判別できる。無線端末ＳＴＡは、各アクセスポイント装置ＡＰから送信されたビーコンフレームの受信電力値や送信元アドレスなどを自端末の接続先のアクセスポイント装置ＡＰに報告する。例えば、アクセスポイント装置ＡＰは、送信先の無線端末ＳＴＡが報告する情報の中に、アクセスポイント装置ＡＰｘのアドレスと受信電力値の情報が含まれている場合、無線端末ＳＴＡがアクセスポイント装置ＡＰｘの干渉信号を検出する可能性があると判断できる。そして、無線端末ＳＴＡがアクセスポイント装置ＡＰｘの干渉信号を検出する可能性がある場合、且つ、アクセスポイント装置ＡＰｘがフレームを送信している場合、アクセスポイント装置ＡＰは、無線端末ＳＴＡが干渉信号の復調処理を実施していると判断できる。なお、アクセスポイント装置ＡＰｘがフレームを送信しているか否かは、例えばアクセスポイント装置ＡＰがアクセスポイント装置ＡＰｘのフレームを検出しているか否かにより判別できる。

ステップＳ１０６において、アクセスポイント装置ＡＰは、ＣＣＡ制御の閾値を高くしないように制御する。これにより、アクセスポイント装置ＡＰは、アクセスポイント装置ＡＰｘの送信中に待機状態になり、無線端末ＳＴＡにおけるフレームの衝突を防止できる。

このように、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、周辺の無線環境情報を収集して共有することにより、干渉信号の影響を受けないように制御することができる。

図１３は、制御フレーム([CTS to self])を送信するか否かを判断する処理の一例を示す。なお、図１３のフローチャートは、連携可能なアクセスポイント装置ＡＰのいずれかのアクセスポイント装置ＡＰがチャネルを使用する権利(アクセス権)を取得したときの処理内容を示している。図１３の説明では、アクセスポイント装置ＡＰ１の動作例を説明するが、制御フレームを送信するか否かを判断する処理をアクセスポイント装置ＡＰ２が実行する場合もアクセスポイント装置ＡＰ１の場合と同様に行われる。この場合の動作説明では、図１３の説明におけるアクセスポイント装置ＡＰ１とＡＰ２を入れ替えればよい。

ステップＳ２０１において、連携可能なアクセスポイント装置ＡＰ１は、キャリアセンスを行って送信可能なタイミングになったか否かを判別する。アクセスポイント装置ＡＰ１は、送信可能なタイミングになるまでステップＳ２０１の処理を繰り返し、送信可能なタイミングになった場合はステップＳ２０２の処理に進む。例えば、アクセスポイント装置ＡＰ１は、送信チャネルがアイドル状態であるか否かを確認するためのDIFSの期間において、送信チャネルのキャリアセンスを行って他の装置の信号が検出されない場合、当該チャネルがアイドル状態であると判断する。さらに、アイドル状態がランダムに設定されるバックオフ期間(random BO)の経過後も継続している場合に、フレーム送信の開始が可能なタイミングとなる。

ステップＳ２０２において、アクセスポイント装置ＡＰ１は、同時に送信を予定している他のアクセスポイント装置ＡＰ２の有無や無線環境情報などをシステムサーバＳＶ１または連携するアクセスポイント装置ＡＰ２から直接取得する。

ステップＳ２０３において、アクセスポイント装置ＡＰ１は、同時に送信を予定している他のアクセスポイント装置ＡＰ２が存在し、且つ、自装置または連携する他のアクセスポイント装置ＡＰ２のいずれかの宛先の無線端末ＳＴＡが干渉の影響を受ける可能性が有るか否かを判別する。アクセスポイント装置ＡＰ１は、判別結果がＹｅｓの場合、ステップＳ２０４の処理に進み、判別結果がＮｏの場合、ステップＳ２０５の処理に進む。

ステップＳ２０４において、アクセスポイント装置ＡＰ１は、送信電力制御、ビームフォーミング制御およびアンテナ選択制御などの受信範囲を狭める処理を実施せずに、NAV期間を指定する自装置宛の制御フレーム(ＣＴＳフレーム)を送信する。

ステップＳ２０５において、ＣＴＳフレームを送信したアクセスポイント装置ＡＰ１は、直ぐにデータフレームの送信を開始する。

このように、連携可能なアクセスポイント装置ＡＰ１は、同時送信予定の連携する他のアクセスポイント装置ＡＰ２が存在し、且つ、自装置または連携する他のアクセスポイント装置ＡＰ２のいずれかの宛先の無線端末ＳＴＡが干渉の影響を受ける場合、干渉源となるアクセスポイント装置ＡＰｘの送信を待機させるために自装置宛のＣＴＳフレームの送信を行って干渉の影響が生じないようにすることができる。

図１４は、制御フレーム([CTS to self])を受信した後の処理例を示す。なお、図１４において、連携するアクセスポイント装置ＡＰ１は、図１３で示した処理によって他の連携するアクセスポイント装置ＡＰ２が送信した制御フレームを受信する。そして、制御フレームを受信したアクセスポイント装置ＡＰ２は、制御フレームを送信したアクセスポイント装置ＡＰ１から連携経路を介して指定された一定期間(SIFS＋データフレームのプリアンブル期間)後に、送信を開始する。これにより、制御フレームを受信した連携するアクセスポイント装置ＡＰ２は、制御フレームのNAV期間よりも早期に送信を開始できると共に、制御フレームを送信したアクセスポイント装置ＡＰ１が先に送信を開始したデータフレームのタイミングや周波数同期に影響を与えないように待機時間を制御することができる。以下、制御フレームを受信したアクセスポイント装置ＡＰ２の処理内容について詳しく説明する。図１４の説明では、アクセスポイント装置ＡＰ２の動作例を説明するが、制御フレームを受信した後の処理をアクセスポイント装置ＡＰ１が実行する場合もアクセスポイント装置ＡＰ２の場合と同様に行われる。この場合の動作説明では、図１４の説明においてアクセスポイント装置ＡＰ１，ＡＰ２を入れ替えるとともに、無線端末ＳＴＡ１，ＳＴＡ２とを入れ替えればよい。

ステップＳ３０１において、アクセスポイント装置ＡＰ２は、連携する他のアクセスポイント装置ＡＰ１が送信した制御フレームを受信する。

ステップＳ３０２において、制御フレームを受信したアクセスポイント装置ＡＰ２は、制御フレームを送信したアクセスポイント装置ＡＰ１と同時に送信予定のデータフレームが存在するか否かを判別する。制御フレームを受信したアクセスポイント装置ＡＰ２は、判別結果がＹｅｓの場合、ステップＳ３０３の処理に進み、判別結果がＮｏの場合、処理を終了する。ここで、同時に送信予定のデータフレームが存在するか否かは、例えば送信バッファにデータフレームが蓄積されているか否かによって判別できる。

ステップＳ３０３において、アクセスポイント装置ＡＰ２は、制御フレームの受信完了後、予め指定された一定期間だけデータフレームの送信を待機する。

ステップＳ３０４において、アクセスポイント装置ＡＰ２は、一定期間の送信待機が完了後、連携するアクセスポイント装置ＡＰ１が先に送信したデータフレームの受信に影響を与えないように送信側の制御処理を実施して、無線端末ＳＴＡ２にデータフレームの送信を開始する。ここで、連携するアクセスポイント装置ＡＰ１が先に送信したデータフレームの受信に影響を与えないように実施する送信側の制御処理は、例えば、送信電力制御、ビームフォーミング制御およびアンテナ選択制御などである。アクセスポイント装置ＡＰ２は、上記の制御処理を行うことにより、送信先の無線端末ＳＴＡ２以外の無線端末ＳＴＡ１における自装置の送信フレームの受信電力値ができるだけ小さくなるようにする。

このように、後で送信を開始するアクセスポイント装置ＡＰ２は、先に送信を開始したデータフレームの受信タイミングや周波数同期などの処理に影響を与えないように一定期間、送信を待機した後、送信を開始する。これにより、先に送信を開始したアクセスポイント装置ＡＰ１の送信先の無線端末ＳＴＡ１は、復調処理に必要な受信タイミングや周波数同期を確実に行うことができる。さらに、後で送信を開始するアクセスポイント装置ＡＰ２は、連携するアクセスポイント装置ＡＰ１が先に送信したデータフレームの受信に影響を与えないように送信側の制御処理を実施して、無線端末ＳＴＡ２にデータフレームの送信を開始する。これにより、先に送信を開始したアクセスポイント装置ＡＰ１の送信先の無線端末ＳＴＡ１は、後で送信を開始したアクセスポイント装置ＡＰ２の干渉信号の影響が低減され、ＳＩＮＲを高くすることができ、所望フレームを誤りなく復調することができる。

図１５は、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘの干渉の影響を受けないように同時送信を実現する一例を示す。なお、図１５は、図８および図９と同様に図４（ｄ）の状態に対応し、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２は、アクセスポイント装置ＡＰｘの送信フレームをキャリアセンスで検出する状況にある。従って、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２がフレームの送信を開始する前にアクセスポイント装置ＡＰｘが送信を開始した場合、無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２は、アクセスポイント装置ＡＰｘの送信フレームを復調する可能性がある。

そこで、本実施例では、図１０で説明したように、アクセスポイント装置ＡＰ１が自装置宛のＣＴＳフレーム１６１を送信する。ここで、図１５は、図４（ｄ）の状態に対応するが、アクセスポイント装置ＡＰ１が自装置宛のＣＴＳフレームを送信するとき、送信電力制御が無い状態(図４（ｂ）または図４（ａ）と同様の状態)で送信する。つまり、送信権を獲得したアクセスポイント装置ＡＰ１が送信するＣＴＳフレームは、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘ、連携するアクセスポイント装置ＡＰ２および各無線端末ＳＴＡなどの周辺の装置で受信される。そして、周辺の装置は、ＣＴＳフレームのduration値で指定するNAV期間＋αの期間だけ送信を待機する。ここで、αの期間は、先に送信権を獲得したアクセスポイント装置ＡＰ１がＣＴＳフレーム１６１の送信を開始した時点で残っていた(random BO)の残期間(remained BO)と、無線ＬＡＮ規格で規定されている送信権獲得前に設ける必要があるキャリアセンスの期間(DIFS)との合計の期間である。

なお、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２は、自装置宛のＣＴＳフレームの送信時以外において送信電力制御、ビームフォーミング制御およびアンテナ選択制御などの少なくとも一つを行ってアクセスポイント装置ＡＰｘを含む他のアクセスポイント装置ＡＰのキャリアセンスで検出されないように制御する。これにより、例えば、アクセスポイント装置ＡＰ１が送信中であってもアクセスポイント装置ＡＰ２は送信可能であり、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２が送信中であってもアクセスポイント装置ＡＰｘは送信可能である。

図１５において、図７から図９と同様に、タイミングＴ１０から(DIFS＋random BO)の待機時間のカウントが開始される。

タイミングＴ４１において、アクセスポイント装置ＡＰ１の待機時間(DIFS＋random BO)が先に終了し、アクセスポイント装置ＡＰ１がチャネルのアクセス権を獲得する。そして、アクセスポイント装置ＡＰ１は、自装置宛のＣＴＳフレーム１６１を送信電力制御無しで送信する。フレーム１６１は、アクセスポイント装置ＡＰ２およびアクセスポイント装置ＡＰｘで受信され、アクセスポイント装置ＡＰ２およびアクセスポイント装置ＡＰｘは、ＣＴＳフレーム１６１のduration値で指定されるNAV期間の待機を要求される。ここで、アクセスポイント装置ＡＰ２は、ＣＴＳフレーム１６１を送信したアクセスポイント装置ＡＰ１と連携しているので、アクセスポイント装置ＡＰ１から連携経路を介してNAV期間よりも短く、且つ、SIFS期間よりも長い一定期間の送信待機が指示される。

タイミングＴ４２において、ＣＴＳフレーム１６１の送信が終了し、アクセスポイント装置ＡＰ１はSIFS期間の送信待機、アクセスポイント装置ＡＰ２は一定期間の送信待機、アクセスポイント装置ＡＰｘは、(NAV期間＋DIFS＋(remained BO))の期間の送信待機、をそれぞれ実行する。

タイミングＴ４３において、アクセスポイント装置ＡＰ１は、SIFS期間が終了し、無線端末ＳＴＡ１宛てのデータフレーム１５１の送信を開始する。

タイミングＴ４４において、アクセスポイント装置ＡＰ２は、一定期間が終了し、無線端末ＳＴＡ２宛てのデータフレーム１５２の送信を開始する。

タイミングＴ４５において、アクセスポイント装置ＡＰｘは、(NAV期間＋DIFS＋(remained BO))期間が終了し、無線端末ＳＴＡ３宛てのデータフレーム１５３の送信を開始する。

タイミングＴ４６において、アクセスポイント装置ＡＰ１の無線端末ＳＴＡ１宛てのデータフレーム１５１の送信が終了する。

タイミングＴ４７において、アクセスポイント装置ＡＰ２の無線端末ＳＴＡ２宛てのデータフレーム１５２の送信が終了する。

タイミングＴ４８において、アクセスポイント装置ＡＰｘの無線端末ＳＴＡ３宛てのデータフレーム１５３の送信が終了する。

ここで、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２が連携して動作し、送信電力制御、ビームフォーミング制御およびアンテナ選択制御などの送信側の制御処理を行って、互いに相手の送信フレームが無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２で検出されないように制御できる場合、一定期間はSIFS期間と同じであってもよく、アクセスポイント装置ＡＰ１の無線端末ＳＴＡ１宛てのデータフレーム１５１とアクセスポイント装置ＡＰ２の無線端末ＳＴＡ２宛てのデータフレーム１５２とは干渉しないので、同時に送信を開始することができる。

或いは、アクセスポイント装置ＡＰ２の送信フレームがアクセスポイント装置ＡＰ１の無線端末ＳＴＡ１の干渉源となる可能性がある場合、アクセスポイント装置ＡＰ１は、一定期間を(SIFS＋アクセスポイント装置ＡＰ１のデータフレーム１５１のプリアンブル期間)に設定する。これにより、タイミングＴ４４でアクセスポイント装置ＡＰ２がデータフレーム１５２の送信を開始するときには、無線端末ＳＴＡ１はデータフレーム１５１のプリアンブル部分まで受信を終了している。これにより、無線端末ＳＴＡ１は、データフレーム１５１に対して受信タイミングや周波数同期を確立できる。さらに、アクセスポイント装置ＡＰ１は、送信電力制御、ビームフォーミング制御およびアンテナ選択制御などの送信側の制御処理を行うことにより、無線端末ＳＴＡ１における他のフレームに対するＳＩＮＲを高くすることができる。そして、アクセスポイント装置ＡＰｘの送信フレームに対するＳＩＮＲが十分に高ければ、データフレーム１５１がデータフレーム１５３と重複した場合でも、無線端末ＳＴＡ１はデータフレーム１５１の復調処理を誤りなく行うことができる。

同様に、アクセスポイント装置ＡＰ２は、送信電力制御、ビームフォーミング制御およびアンテナ選択制御などの送信側の制御処理を行うことにより、無線端末ＳＴＡ２における他のフレームに対するＳＩＮＲを高くすることができる。そして、アクセスポイント装置ＡＰｘの送信フレームに対するＳＩＮＲが十分に高ければ、データフレーム１５２がデータフレーム１５３と重複した場合でも、無線端末ＳＴＡ２はデータフレーム１５２の復調処理を誤りなく行うことができる。

また、アクセスポイント装置ＡＰｘは、アクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２が送信電力制御、ビームフォーミング制御およびアンテナ選択制御などの送信側の制御処理を行うことにより、アクセスポイント装置ＡＰｘの無線端末ＳＴＡ３がアクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２の送信フレームを検出しないように制御される。これにより、アクセスポイント装置ＡＰｘの送信先の無線端末ＳＴＡ３は、アクセスポイント装置ＡＰｘが送信するデータフレーム１５３をアクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２が送信するデータフレーム１５１およびデータフレーム１５２に干渉されずに受信することができる。

このように、アクセスポイント装置ＡＰ１が無線端末ＳＴＡ１に送信中に、アクセスポイント装置ＡＰ２が無線端末ＳＴＡ２への送信を開始し、さらにアクセスポイント装置ＡＰ１およびアクセスポイント装置ＡＰ２が無線端末ＳＴＡ１および無線端末ＳＴＡ２に送信中に、アクセスポイント装置ＡＰｘが無線端末ＳＴＡ３への送信を開始することができるので、送信機会を増やすことができ、スループットを向上することができる。

ここで、ＲＴＳフレームやＣＴＳフレームで指定するNAV期間は、データフレームの送信が終了してＡＣＫを受信するまでの予想期間以上に設定されるのが一般的である。これに対して、本実施例に係る無線ＬＡＮシステム１００では、自装置宛のＣＴＳフレームで指定するNAV期間をできるだけ短く設定する。これにより、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘは、連携するアクセスポイント装置ＡＰがデータフレームを送信中であっても送信を開始できるので、他装置の送信完了を待って自装置の送信を開始する場合に比べて送信機会を増やすことができる。

以上、説明したように、本実施例に係る無線ＬＡＮシステム１００は、連携するアクセスポイント装置ＡＰ間では周辺の無線環境情報を収集して干渉が生じないように送信側の制御処理を行うことにより、連携するアクセスポイント装置ＡＰは互いのデータフレームを重複して送信することができる。また、本実施例に係る無線ＬＡＮシステム１００は、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘの送信を待機させておき、連携するアクセスポイント装置ＡＰが先にデータフレームの送信を開始することにより、連携外のアクセスポイント装置ＡＰｘの干渉の影響を低減することができる。

１００・・・無線ＬＡＮシステム；２０１・・・無線通信部；２０２・・・制御部；２０３・・・情報管理部；２０４・・・制御情報交換部；２０５・・・同時送信判断部；ＡＰ，ＡＰ１，ＡＰ２，ＡＰｘ・・・アクセスポイント装置；ＳＴＡ，ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３・・・無線端末；ＳＶ１・・・システムサーバ；ＮＷ１・・・ネットワーク

Claims (9)

1. 連携動作が可能な複数の第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置とは連携を行わない第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置または前記第２の無線通信装置に接続される複数の無線端末とを有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
   前記第１の無線通信装置は、
   第１の待機時間の送信待機を指示する自装置宛の制御フレームを送信して前記第２の無線通信装置を待機状態にし、前記第１の待機時間よりも短い第２の待機時間の経過後に自装置に接続される前記無線端末宛にフレームを送信し、
   自装置に接続される前記無線端末が受信感度の制御を行えない場合、前記第２の無線通信装置の信号レベルに応じて自装置の送信を待機するか否かを判定する閾値を、前記第２の無線通信装置の信号を検出可能な値に設定し、
   自装置に接続される前記無線端末が受信感度の制御を行える場合、前記第２の無線通信装置の信号レベルに応じて自装置の送信を待機するか否かを判定する閾値を、前記第２の無線通信装置の信号を検出しない値に設定する
   ことを特徴とする無線通信方法。
2. 連携動作が可能な複数の第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置とは連携を行わない第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置または前記第２の無線通信装置に接続される複数の無線端末とを有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
   前記第１の無線通信装置は、
   第１の待機時間の送信待機を指示する自装置宛の制御フレームを送信して前記第２の無線通信装置を待機状態にし、前記第１の待機時間よりも短い第２の待機時間の経過後に自装置に接続される前記無線端末宛にフレームを送信し、
   自装置のフレーム送信時間と重複する時間に送信する予定のフレームを有する他の第１の無線通信装置が存在する場合、待機開始から自装置に接続される前記無線端末において受信するフレームのプリアンブル期間が終了するまでの第３の待機時間を他の第１の無線通信装置に対して指定する
   ことを特徴とする無線通信方法。
3. 請求項１または２に記載の無線通信方法において、
   前記第１の無線通信装置は、他の前記第１の無線通信装置と連携して収集した無線環境情報に基づいて、受信感度を変える受信感度制御、送信電力を変える送信電力制御、電波の放射パターンを変えるビームフォーミング制御および通信に適したアンテナを選択するアンテナ選択制御の少なくとも一つの制御を行って、自装置に接続されない前記無線端末が自装置の送信フレームを検出しないように制御する
   ことを特徴とする無線通信方法。
4. 連携動作が可能な複数の第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置とは連携を行わない第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置または前記第２の無線通信装置に接続される複数の無線端末とを有する無線通信システムであって、
   前記第１の無線通信装置は、
   第１の待機時間の送信待機を指示する自装置宛の制御フレームを送信して前記第２の無線通信装置を待機状態にし、前記第１の待機時間よりも短い第２の待機時間の経過後に自装置に接続される前記無線端末宛にフレームを送信し、自装置に接続される前記無線端末が受信感度の制御を行えない場合、前記第２の無線通信装置の信号レベルに応じて自装置の送信を待機するか否かを判定する閾値を、前記第２の無線通信装置の信号を検出可能な値に設定し、
   自装置に接続される前記無線端末が受信感度の制御を行える場合、前記第２の無線通信装置の信号レベルに応じて自装置の送信を待機するか否かを判定する閾値を、前記第２の無線通信装置の信号を検出しない値に設定する
   ことを特徴とする無線通信システム。
5. 連携動作が可能な複数の第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置とは連携を行わない第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置または前記第２の無線通信装置に接続される複数の無線端末とを有する無線通信システムであって、
   前記第１の無線通信装置は、
   第１の待機時間の送信待機を指示する自装置宛の制御フレームを送信して前記第２の無線通信装置を待機状態にし、前記第１の待機時間よりも短い第２の待機時間の経過後に自装置に接続される前記無線端末宛にフレームを送信し、
   自装置のフレーム送信時間と重複する時間に送信する予定のフレームを有する他の第１の無線通信装置が存在する場合、待機開始から自装置に接続される前記無線端末において受信するフレームのプリアンブル期間が終了するまでの第３の待機時間を他の第１の無線通信装置に対して指定する
   ことを特徴とする無線通信システム。
6. 請求項４または５に記載の無線通信システムにおいて、
   前記第１の無線通信装置は、他の前記第１の無線通信装置と連携して収集した無線環境情報に基づいて、受信感度を変える受信感度制御、送信電力を変える送信電力制御、電波の放射パターンを変えるビームフォーミング制御および通信に適したアンテナを選択するアンテナ選択制御の少なくとも一つの制御を行って、自装置に接続されない前記無線端末が自装置の送信フレームを検出しないように制御する
   ことを特徴とする無線通信システム。
7. 無線端末と通信する無線通信部と、
   第１の待機時間の送信待機を指示する自装置宛の制御フレームを生成して前記無線通信部から送信するとともに、前記第１の待機時間よりも短い第２の待機時間の経過後に自装置に接続される前記無線端末宛のフレームを生成して前記無線通信部から送信する制御部とを有し、
   前記制御部は、
   自装置に接続される前記無線端末が受信感度の制御を行えない場合、連携外の他の無線通信装置の信号レベルに応じて自装置の送信を待機するか否かを判定する閾値を、前記連携外の他の無線通信装置の信号を検出可能な値に設定し、
   自装置に接続される前記無線端末が受信感度の制御を行える場合、前記連携外の他の無線通信装置の信号レベルに応じて自装置の送信を待機するか否かを判定する閾値を、前記連携外の他の無線通信装置の信号を検出しない値に設定することを特徴とする無線通信装置。
8. 無線端末と通信する無線通信部と、
   第１の待機時間の送信待機を指示する自装置宛の制御フレームを生成して前記無線通信部から送信するとともに、前記第１の待機時間よりも短い第２の待機時間の経過後に自装置に接続される前記無線端末宛のフレームを生成して前記無線通信部から送信する制御部とを有し、
   前記制御部は、自装置のフレーム送信時間と重複する時間に送信する予定のフレームを有する他の連携関係にある無線通信装置が存在する場合、待機開始から自装置に接続される前記無線端末において受信するフレームのプリアンブル期間が終了するまでの第３の待機時間を他の前記連携関係にある無線通信装置に対して指定することを特徴とする無線通信装置。
9. 請求項７または８に記載の無線通信装置において、
   他の無線通信装置と連携して無線環境情報を収集する情報管理部と、
   前記無線環境情報に基づいて、送信時間が重複する送信の可否を判断し、前記無線通信部の制御内容を決定する同時送信判断部と
   を更に有し、
   前記制御部は、前記同時送信判断部が決定した制御内容に基づいて、受信感度を変える受信感度制御、送信電力を変える送信電力制御、電波の放射パターンを変えるビームフォーミング制御および通信に適したアンテナを選択するアンテナ選択制御の少なくとも一つの制御を行って、自装置に接続されない前記無線端末が自装置の送信フレームを検出しないように制御する
   ことを特徴とする無線通信装置。

Images