JP6730497B2 - 無線通信装置、無線通信端末および無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、無線通信装置、無線通信端末および無線通信方法に関する。

無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）においては、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式が用いられている。このＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、キャリアセンスにより無線媒体の状態を検査し、状態がアイドルの場合に、アクセス権を獲得して、フレーム送信を行う。

無線ＬＡＮにおいて、動作チャネルの混雑状況やハンドオーバーなどに応じて、動作チャネルを変更する場合がある。この場合、アクセスポイントの動作例として、チャネル切替信号を端末にブロードキャストすることで、動作チャネルの変更を端末に通知するものがある。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｈにおいては、アクセスポイントからチャネル切替信号を受信することにより、端末は、再度のアソシエーションを行うことなくチャネル変更が可能である。

しかしながら、アクセスポイントの周辺に、アナログビデオカメラやアナログ電話等のような電波（干渉信号）を発し続ける装置が存在すると、アクセスポイントは、アクセス権を獲得することが困難となる。この場合、アクセスポイントはチャネル切替信号を送信できないか、送信できるまでに長い時間を要する。アクセスポイントがチャネル切替信号を送信せずに、強制的に動作チャネルの切り替えを行うと、各端末がアソシエーションプロセスをアクセスポイントとやり直す必要があり、通信可能になるまでに時間を要する。
このように、干渉信号を発し続ける装置の存在は、無線ＬＡＮシステムの通信の障害となる。

米国特許第７８７７１１３号明細書

本発明の実施形態は、干渉信号に拘わらず効率的に通信を実行可能な無線通信装置、無線通信端末および無線通信方法を提供する。

本発明の実施形態としての無線通信装置は、放射パターンを変更可能なアンテナを介して受信した信号を解析することにより、第１チャネルの干渉信号を検出する検出部と、前記第１チャネルの干渉信号に基づいて、放射パターンの選択ポリシーを決定し、前記選択ポリシーに従って前記アンテナの放射パターンを変更する制御部とを備える。

第１の実施形態に係る無線通信装置のブロック図。 第１の実施形態に係る干渉検出部のブロック図。 第１の実施形態に係る時間周波数データの例を示す図。 第１の実施形態に係る分類器により干渉源の装置種別を決定するために用いる特徴量の例および２分木の例を模式的に示す図。 第１の実施形態に係る無線通信装置による動作のフローチャート。 図５に続くフローチャート。 干渉が検出された状況の一例を示す図。 放射パターンを変更して、同じチャネルで通信を継続する例を示す図。 放射パターンを変更して、同じチャネルでチャネル切替信号を送信する例を示す図。 無線通信装置と一部の端末とが、チャネルを切り替えた状況の一例を示す図。 残りの端末が、チャネルを切り換えた状況を示す図。 第１の変形例に係る動作のフローチャート。 第２の変形例に係る動作のフローチャート。 第２の実施形態に係るアクセスポイントまたは端末の機能ブロック図。 端末または基地局の全体構成例を示す図。 端末または基地局に搭載される無線通信装置のハードウェア構成例を示す図。 本発明の実施形態に係る無線通信端末の斜視図。 本発明の実施形態に係るメモリーカードを示す図。 コンテンション期間のフレーム交換の一例を示す図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。また、図面において同一の構成要素は、同じ番号を付し、説明は、適宜省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る無線通信装置の一例を示すブロック図である。無線通信装置１は、干渉検出部１０と、可変アンテナ部１１と、制御部１２と、記憶部１４と、通信部１５と、を備える。制御部１２は、アンテナ切替部１６と、通信制御部１７とを備える。

無線通信装置１は、例えば、無線ＬＡＮを構成するアクセスポイント（以下、基地局と呼ぶ場合もある）であり、電波等の無線媒体を用いて、相手の無線通信装置とフレームの送受信をする装置である。相手の無線通信装置は、アクセスポイントが形成するネットワーク（ＢＳＳ：Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）に属する無線通信端末である。以下、無線通信端末を、端末または通信端末またはＳＴＡ（ステーション）と呼ぶ場合もある。なお、アクセスポイント（基地局）は、中継機能等を有する点を除き、ステーションと同様の機能を有するため、無線通信端末の一形態である。非基地局の端末という場合はステーションを指すが、単に無線通信端末（端末）というときは、ステーションのみならず、アクセスポイントを指してもよい。

本実施形態では、無線通信装置１は、アクセスポイントである場合を想定するが、無線通信装置１はアクセスポイトに限定されない。例えば、無線通信装置１は、端末でもよいし、無線ＬＡＮ以外の無線通信装置でもよい。

無線ＬＡＮ以外の無線通信装置について説明する。無線ＬＡＮでは、ＬＢＴ（Ｌｉｓｔｅｎ ｂｅｆｏｒｅ Ｔａｌｋ）方式が採用されている。具体的に、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式が用いられている。このＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、キャリアセンスにより無線媒体の状態を検査し、状態がアイドル状態であった場合に、無線媒体へのアクセス権を獲得して、フレーム送信を行う。本実施形態に係る無線通信装置は、このようなＬＢＴ方式を利用するシステムを構成する無線通信装置であれば、無線ＬＡＮ以外の無線通信装置でもよい。ＬＢＴ方式を利用する無線ＬＡＮ以外のシステム例としては、ＬＡＡ（Ｌｉｃｅｎｓｅｄ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ａｃｃｅｓｓ ｕｓｉｎｇ ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ））がある。ＬＡＡは、ライセンス不要の周波数帯域を用いてＬＴＥ通信を行う方式である。

可変アンテナ部１１は、電波を送受信する１つまたは複数のアンテナを備える。可変アンテナ部１１は、通信部１５から供給される無線周波数の信号を電波として空間に放射する。また、可変アンテナ部１１は、空間から受信した無線周波数の信号を、干渉検出部１０および通信部１５に出力する。

ここで、可変アンテナ部１１は、複数の放射パターンを有し、アンテナ設定の切り替えにより、放射パターンを変更可能である。放射パターンはビームパターンとも呼ばれる。
以下では、放射パターンに呼び方を統一する。放射パターンの例として、全方位性のパターン、特定の方向への指向性を有するパターンなどがある。これらのパターンの任意に組み合わせた（重ねた）パターンもあり得る。

放射パターンを変更可能なアンテナの構造例について説明する。一例として、１つのアンテナが、複数のブランチを有し、各ブランチのインピーダンスまたは抵抗を制御することで、アンテナの指向性を制御する構成がある。例えばアンテナが４つのブランチを有する場合、４つのブランチのインピーダンスの設定パターンを複数用意し、当該設定パターンの切り換えで、アンテナの指向性を制御する。このようなアンテナをアクセスポイントが１つまたは複数備える。複数備える場合、各アンテナの指向性を合成することで、合成した放射パターンを生成してもよい。または、別の構成として、１つのアンテナ素子の周囲を４つの金属板で囲むことでアンテナを構成し、アンテナ素子から放射された電波を各金属板で反射させて送信する構成でもよい。この場合、各金属板の角度または位置を調整することで、アンテナの指向性を制御する。ここで記載した以外のアンテナ構造も可能である。

アンテナ切替部１６は、可変アンテナ部１１の設定を切り替えることにより、可変アンテナ部１１の放射パターンを変更する。アンテナ切替部１６は、通信制御部１７からの指示に従って、放射パターンの変更を行う。

干渉検出部１０は、可変アンテナ部１１からの受信信号を解析することにより、無線通信装置１が使用している動作チャネルおよびその他のチャネルの干渉信号を検出する。干渉信号が検出される場合に、干渉信号の特徴を把握する。例えば動作チャネルにおける他の通信装置との干渉は、デューティ比の高い干渉かなどを特定する。動作チャネルとは、周波数領域に設定された複数の周波数チャネルのうち、通信に使用しているチャネルのことである。デューティ比は、一定期間内に受信した信号のうち、閾値以上のレベルの信号が受信された期間長の割合である。干渉検出部１０の動作の詳細については、後述する。

通信制御部１７は、無線通信装置１の通信に関する制御、可変アンテナ部１１の放射パターンの制御、およびチャネルの切替制御等を行う。

通信制御部１７は、通信に関する制御として、通信プロトコルの処理を行う。通信プロトコルの処理は、無線ＬＡＮの場合、ＭＡＣ層の処理を含む。具体的に、ＭＡＣフレームの生成、受信したＭＡＣフレームの解析および解析結果に基づく処理等がある。ＭＡＣ層より上位の層（ＴＣＰ／ＩＰ、またはＵＤＰ／ＩＰ等）の処理を含んでもよい。なお、ＭＡＣフレームの種類には、大別して、データフレーム、管理フレーム、制御フレームがあるが、どのフレームでもかまわない。なお、データフレームは、無線通信装置の内部で生成されたデータを他の装置に送信するフレームである。管理フレームは、他の端末との間の通信リンクの管理のために用いられるフレームであり、一例として、ビーコンフレーム、アソシエーション要求フレーム、アソシエーション応答フレーム等がある。制御フレームは、管理フレーム及びデータフレームを、他の無線通信装置との間で送受信（交換）するときの制御のために用いられるフレームであり、一例として、ＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ
ｔｏ Ｓｅｎｄ）フレーム、ＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ ｔｏ Ｓｅｎｄ）フレーム、ＡＣＫフレーム等がある。

また、通信制御部１７は、放射パターンの制御として、動作チャネルに干渉がある場合に、干渉の状況に応じて、放射パターンの選択ポリシーを決定する。一例として、複数のポリシーの中からポリシーを選択する。通信制御部１７は、選択したポリシーに従って、放射パターンの変更を行う。

また、通信制御部１７は、干渉の状況に応じて、動作チャネルの変更を決定する。動作チャネルを変更する場合、変更後のチャネルを指定したチャネル切替信号を送信する。より詳細には、変更後チャネルを指定したチャネル切り替え指示を含むフレームを生成し、当該フレームを送信する。フレームの具体例として、ビーコンフレームを用いてもよいし、これとは別の管理フレームを用いてもよい。フレームの送信は、ＣＳＭＡ／ＣＡに従って手順で行う。動作チャネルの変更に伴い、通信部１５における送信用のフィルタおよび受信用のフィルタの設定を変更する。

記憶部１４は、放射パターンとアンテナ設定情報とを対応づけた対応情報（あるいはテーブル情報）を保持している。放射パターンには予め識別子が与えられている。アンテナ設定情報は、対応する放射パターンを得るために必要なアンテナの設定を表す。例えば複数のアンテナのそれぞれが複数のブランチを有する場合、アンテナ設定情報は、複数のアンテナのそれぞれについて、各ブランチのインピーダンス値（または抵抗値）を表す値を含む。また、記憶部１４は、放射パターンの指向性に関する情報（方向または角度等）を記憶してもよい。これらの情報は、製品の製造時または出荷時に設定されてもよいし、無線通信装置１がこれらの情報の設定指示を外部装置から受信することにより、記憶部１４に設定してもよい。外部装置は、本無線通信装置１のユーザの装置でもよいし、サーバでもよい。

また、記憶部１４は、無線通信装置１における放射パターンの使用履歴（以下、放射パターン履歴）を記憶する。一例として、放射パターン履歴は、各放射パターンの選択回数、送信成功率または通信品質等を、チャネルごとに分類して、記憶している。通信品質の例として、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＳＮ（Ｓｉｎｇａｎｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ）比がある。通信品質は、平均値でも、最新値でもよい。放射パターン履歴は、各放射パターンが使用された時刻および順序に関する情報を、チャネルごとに分類して記憶してもよい。放射パターン履歴の更新は、通信制御部１７またはアンテナ切替部１６またはこれらの両方が行う。例えば通信制御部１７は、通信を行うごとに、通信で使用した放射パターンと、現在のチャネルと、通信の結果とに基づき、放射パターン履歴を更新する。

ここで、ポリシーの例を示す。例えば、記憶部１４に記憶されている放射パターン履歴に基づいて放射パターンを選択するポリシー（履歴利用ポリシー）がある。また、可変アンテナ部１１に設定可能な複数の放射パターンからランダムに放射パターンを選択するポリシー（ランダムポリシー）がある。また、指定された方向または特定の方向に指向性を有する放射パターンを選択するポリシー（指向性ポリシー）がある。また、全放射パターンを順番に切り換えて通信品質（ＳＮ比等）を測定し、最も高いまたは閾値以上の通信品質が得られた放射パターンを選択するポリシー（実測ポリシー）がある。なお、通信品質の測定は、通信制御部１７または干渉検出部１０で行えばよい。その他のポリシーの例として、予め定めた放射パターンを選択、または予め定めた優先順位で放射パターンを選択するポリシー（事前指定ポリシー）がある。予め定めた放射パターンは、例えば全方位放射パターンでもよいし、これ以外の放射パターンでもよい。

各ポリシーはさらに細かく分類されてもよい。例えば履歴利用ポリシーにおいて、過去の選択回数に基づいて放射パターンを選択するポリシー（選択回数ポリシー）、通信の成功確率に基づいて放射パターンを選択するポリシー（成功率ポリシー）、通信品質に基づいて放射パターンを選択するポリシー（通信品質ポリシー）がある。このほか、放射パターン履歴に含まれていない放射パターンを選択するポリシーや、これらのポリシーを組み合わせたポリシーがある。選択回数ポリシーでは、選択回数が多いものから優先的に放射パターンを選択することがある。成功率ポリシーでは、成功確率が高いものから優先的に放射パターンを選択することや、成功確率が閾値以上もののから優先的に選択することなどがある。なお、履歴利用ポリシーを用いる場合において、放射パターンの履歴が空の場合や、該当する放射パターンが存在しない場合には、予め定められたデフォルトの放射パターンを選択してもよい。デフォルトの放射パターンとしては、例えば全方位放射パターンでもよいし、これ以外の放射パターンでもよい。ここで示したポリシー例は一例に過ぎず、他にも様々なポリシーを定義できる。

各ポリシーは記憶部１４に格納されていてもよいし、通信制御部１７に格納されていてもよい。各ポリシーはデータの形式で存在しても、プログラム（ロジック）の形式で存在してもよい。

通信部１５は、通信プロトコルのＰＨＹ層（物理層）に関する処理、および無線処理を行う。具体的には、ＰＨＹ層の処理として、送信時におけるフレームへのＰＨＹヘッダの付加、フレームの符号化、符号化されたデータの変調等がある。無線処理には、変調後の信号のＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ）変換、送信フィルタによる帯域制御、アナログ信号のアップコンバートおよび増幅等の処理がある。受信時には、無線処理として、アンテナを介して受信した信号の低ノイズ増幅、増幅後の信号のダウンコンバート、受信フィルタによるダウンコンバート後の信号の帯域制御（動作チャネルの信号の抽出）等がある。なお、ダウンコンバートの前に、無線ＬＡＮシステムの帯域制御（システムで使う全帯域の信号抽出）を行うフィルタ処理を行ってもよい。ＰＨＹ層の処理として、帯域制御後の信号の復調および復号、および物理ヘッダの解析（除去）等の処理がある。

制御部１２、干渉検出部１０および通信部１５の機能は、ＣＰＵ等のプロセッサで動作するソフトウェア（プログラム）によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。ソフトウェアはＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ、ハードディスク、ＳＳＤなどの記憶媒体に記憶してプロセッサにより読み出して実行してもよい。

記憶部１４は、メモリでもよいし、ＳＳＤ、ハードディスク等でもよい。メモリはＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリでも、ＮＡＮＤ、ＭＲＡＭ等の不揮発性メモリでもよい。記憶部１４は、図１では独立したブロックとして示されているが、アンテナ切替部１６または通信制御部１７内に存在しても良いし、アンテナ切替部１６および通信制御部１７に分散して配置されてもよい

図２は、干渉検出部１０の構成例を示すブロック図である。干渉検出部１０は、信号検出部１００と、信号認識部１１０とを備える。

信号検出部１００は、可変アンテナ部１１から受信信号が入力され、受信信号を解析することで、時間と周波数との関係のデータ（時間周波数データ）を生成する。時間周波数データは、例えば、受信信号のＡＤ変換、およびＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を行うことで生成できる。これ以外の方法で、時間周波数データを生成してもよい。図３は、時間周波数データの一例を示す。この例では、時間周波数データに、４つの波形が含まれている。

波形５１は、低周波数帯側で、１ＭＨｚ幅の電波が連続的に受信されたことを示している。これはアナログビデオ、アナログコードレス電話、ジャマー（ＪＡＭＭＥＲ）などのアナログ機器の出力に見られるパターン（以下、連続波パターンと呼ぶことがある）である。波形５２は、時間の進行に応じて周波数が一定の傾きで変化することを周期的に繰り返すパターンであり、レーダー等に見られるパターンである。波形５３は、一定の周波数帯域内で短いパルス状の信号がランダムに出現しており、周波数ホッピングを行うブルートゥース（登録商標）等の機器に見られるパターンである。波形５４は、一定の周波数帯域を占める信号が間欠的に出現しており、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠する無線ＬＡＮなどの無線通信装置に見られるパターンである。

信号認識部１１０は、信号検出部１００により生成された時間周波数データを受け取り、時間周波数データを分析することで、分析対象となる周波数範囲内に存在する干渉信号の特徴を把握する。ここでは、干渉信号の特徴として、干渉信号の発生源（干渉源）となる装置の種別を把握する。このために、信号認識部１１０は、分類器１１１と、データベース１１２を備える。なお、分析は、分析対象となる周波数範囲全体に対して行ってもよいし、周波数範囲をチャネルごとの帯域に分割し、分割した帯域（チャネル）ごとに分析を行ってもよい。

分類器１１１は、時間周波数データに基づき複数の特徴量を計算する。特徴量の例として、スペクトル形状の特徴量、信号がハイレベル（閾値以上のレベル）となる時間の割合を示す値または範囲、パルス形状の特徴量、パルスの拡散度などがある。これらの特徴量は一例に過ぎず、装置の種別を判定するのに有効な様々な特徴量を定義してもよい。図４（Ａ）には特徴量の種類を模式的に示す。分類器１１１は、複数の特徴量に基づき、干渉源となる装置の種別を特定する。装置の種別として、一例として、アナログ機器（アナログビデオ、アナログコードレス電話、ＪＡＭＭＥＲなど）、ブルートゥース機器、無線ＬＡＮ装置（Ｗｉｆｉ装置）、レーダー装置などの分類が考えられる。分類器１１１は、これらのいずれかの分類を、干渉源の装置の種別として決定する。このような分類の処理は、任意のモデルを用いて行うことができる。モデルの例として２分木を用いることができる。２分木の例を図４（Ｂ）に模式的に示す。

図４（Ｂ）の２分木は、最上位ノード１，最下層ノード２、４、５、これら以外の中間ノード３を備える。最下層ノード以外のノード１、３には、それぞれ１つまたは複数の特徴量を用いた処理が割り当てられる。最上位ノード１から処理を開始し、処理結果に応じて、いずれかの下位ノード（子ノード）に分岐する。これを最下層ノードに達するまで繰り返す。最下層ノード２、ノード４、ノード５には、判定結果となる装置種別が割り当てられている。例えばノード２にはアナログ機器、ノード４にはＷｉｆｉ装置、ノード５にはレーダー装置が割り当てられる。到達した最下層ノードに割り当てられた装置種別が、干渉源の装置の種別として決定される。

ノードでの処理の一例として、１つまたは特徴量を用いた演算が行われ、演算の結果に応じて、複数の子ノードのいずれかに進む。例えば特徴量または特徴量に基づき演算される値が、第１値より大きいかを判断し、第１値より大きい場合は第１子ノード、第１値以下の場合は第２子ノードに分岐するなどである。なお、子ノードの個数は、図４（Ｂ）では２であるが、３以上でもよい。データベース１１２には、２分木のデータ、特徴量の計算式などが格納されている。

このような２分木は、機械学習により生成すればよい。例えば、予め装置種別が分かっている１つ以上の装置から信号を受信し、受信した信号から複数の特徴量を計算して、計算した複数の特徴量を装置種別に対応づけて蓄積しておく。複数の種別の装置について取得したこれらのデータを機械学習することで、複数の特徴量から、装置種別を特定するモデルを生成できる。

使用するモデルは、２分木に限定されず、ニューラルネットワークなど他のモデルでもよい。

ここでは干渉信号の特徴を把握する方法として、装置の種別を特定する例を示した。別の方法として、複数の波形パターンをテンプレートとして用意しておき、干渉信号が、どの波形パターンを有するかを特定してもよい。例えば、受信信号を解析して得た波形データと、各テンプレートとの類似度を計算し、最も高い類似度の波形パターンを特定してもよい。類似度の計算前に、波形データを正規化してもよい。波形同士の類似度の計算は、一般的な波形同士の距離を計算するアルゴリズムなどを用い、計算された距離に応じて、類似度を求めればよい。一例として、距離が小さいほど、大きな値となるように類似度を定義してもよい。なお、分析は、周波数範囲をチャネルごとの帯域に分割し、分割した帯域（チャネル）ごとに分析を行ってもよい。

次に、本実施形態に係る無線通信装置１のチャネル切替処理について説明する。図５および図６は、無線通信装置１のチャネル切替処理のフローチャートである。以下の説明において、無線通信装置１は、動作チャネルとして、チャネルＡを使用している状況を想定する。

図５に示すように、通信制御部１７は、予め決定したポリシーに従って、放射パターンを選択し、選択した放射パターンの設定をアンテナ切替部１６に指示する。アンテナ切替部１６は、当該放射パターンに応じた構成に、可変アンテナ部１１を設定する（ステップＳ１０）。本ステップＳ１０では、履歴利用ポリシーを用いる場合を想定する。

アンテナ切替部１６により放射パターンが設定されたら、通信制御部１７は、チャネルＡを用いて、通信部１５を介して、通信を行う（ステップＳ１１）。通信制御部１７は、新規にフレームを送信する場合には、ＣＳＭＡ／ＣＡに従って、無線媒体へのアクセス権を獲得した上で、フレーム送信を行う。具体的に、キャリアセンスにより無線媒体の状態を検査し、状態がアイドルであった場合に、アクセス権を獲得して、フレーム送信を行う。また、通信相手の端末から、送達確認応答を必要とするフレームを受信した場合は、フレームの受信完了から一定時間後に、送達確認応答フレーム（ＡＣＫフレーム等）を送信する。

干渉検出部１０は、可変アンテナ部１１を介して受信した信号に基づき、チャネルＡで他の通信装置との電波干渉が発生しているかを検出する（ステップＳ１２）。例えば、一定時間、無線媒体を監視し、その間に、自装置が形成するネットワーク以外の装置からの、閾値以上のレベルの信号（無線媒体がビジー状態と判断されるレベルの信号）が検出された場合は、電波干渉が発生していると判断する。検出の動作は、通信制御部１７の通信とは独立して（並行して）行われている。なお、自装置のネットワークに属する装置からの信号か否かは、例えばフレームまたはそのヘッダを解析することで分かる。この解析は干渉検出部１０で行ってもよいし、通信制御部１７で行って、解析の結果を干渉検出部１０に通知してもよい。

干渉検出部１０が、干渉の発生を検出しなかった場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、通信制御部１７は、現在の放射パターンを維持して、チャネルＡで通信を継続する（ステップＳ１３）。

一方で、チャネルＡにおける干渉の発生を検出した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、干渉検出部１０は、チャネルＡにおける干渉信号の特徴を特定する（ステップＳ２０）。
具体的に、干渉源の装置種別、例えば無線ＬＡＮ装置（ＷｉＦｉ装置）、アナログ機器（アナログコードレス電話、アナログビデオ）等、ブルートゥース装置、レーダー装置といった装置種別を特定する。または、別の方法として、前述したように波形パターンを特定してもよい。以下では装置種別を特定する場合を想定する。なお、特定する装置種別数は１つの場合のみならず、複数の場合もありうる。また、干渉源の方向または位置またはこれらの両方を推定可能な場合は、これらを特定してもよい。干渉源の方向または位置の推定には、一般的な到来方向推定アルゴリズムまたは位置推定アルゴリズムを用いればよい。このとき、到来方向および位置の推定処理は、干渉検出部１０が行ってもよいし、通信制御部１７が行ってもよい。

次に、干渉検出部１０は、干渉源の信号のデューティ比が高いか否かを判定する（ステップＳ２１）。デューティ比は、一定期間内に受信した信号のうち、閾値以上のレベルの信号が受信された期間長の割合である。デューティ比が高いとは、デューティ比が一定値以上のことを意味する。

デューティ比が高い装置として予め定めた種別の装置が検出された場合は、干渉源の信号のデューティ比が高いと判定する。ここではアナログ機器（アナログコードレス電話、アナログビデオ）がそのような装置に相当する。アナログ機器は、つまり、高デューティ比装置の一例である。なお、ステップＳ２０で波形パターンを特定する場合は、予め定めたパターンの波形、例えば図３の波形５１のような連続波パターンが検出された場合は、干渉源の信号のデューティ比が高いと判定する。

デューティ比が高くないと判定された場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、干渉検出部１０は、チャネルＡで干渉が検出されたが、デューティ比の高い干渉ではないことを表す情報を、通信制御部１７に送る。通信制御部１７は、この情報を受けると、現在のチャネルＡの使用を継続することを決定しつつ、放射パターンの変更することを決定する。通信制御部１７は、チャネルＡに関して、現在のポリシー（履歴利用ポリシー）に基づき、放射パターンの選択をし直す。通信制御部１７は、選択した放射パターンへの変更指示信号を、アンテナ切替部１６に出力する。アンテナ切替部１６は、指示された放射パターンに応じて、可変アンテナ部１１を設定する（ステップＳ２２）。

例えば、通信品質（ＳＮ比等）の平均が最も高い放射パターン、または通信成功率が最も高い放射パターンなどを特定する。特定されたパターンが、現在使用している放射パターンと同じパターンになる場合は、現在の放射パターンを維持しても良いし、次に値が高い放射パターンを選択し直してもよい。放射パターン履歴を利用した別の選択例として、過去において現在使用している放射パターンと同じ放射パターンを使ったデータを特定し、特定した放射パターンの切り替え後の通信成功率またはＳＮ比が一定値以上の場合は、その特定したパターンと同じ放射パターンを選択することなども可能である。

可変アンテナ部１１の放射パターンを変更した後、通信制御部１７は、通信部１５を介して、チャネルＡで通信を行う（ステップＳ２３）。通信制御部１７またはアンテナ切替部１６またはこれらの両方は、変更後の放射パターンと、通信の結果（成功または失敗したか等）に基づき、放射パターン履歴を更新する。

図７は、無線通信装置１の動作チャネルＡが、他の通信装置２の出力する電波と干渉している状況を示している。この例では、アクセスポイントに相当する無線通信装置１と、端末３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄとで構成される無線ＬＡＮシステムの近くに、別のシステムの他の通信装置２が存在する。無線通信装置１は全方位性の放射パターンを用いているとする。他の通信装置２は、デューティ比の高くない信号を出力する装置であるとする。ここでは、隣接するアクセスポイントまたはそれに属する端末を想定する。円状の点線８は、他の通信装置２から出力される電波の範囲を示す。無線通信装置１はこの範囲内に存在しており、チャネルＡの干渉を検知する。

図８は、図７の状況において、ステップＳ２１で他の通信装置２が、デューティ比の高い干渉源ではないと判断され、かつステップＳ２２で、放射パターンが変更された後の無線通信装置１の放射パターンを示す図である。図中の実線３１は、無線通信装置１の放射パターンを表す。この放射パターンの領域内には、端末３Ａ、３Ｂが含まれ、端末３Ｃ、３Ｄおよび他の通信装置２は含まれない。無線通信装置１は、他の通信装置２の電波を受信しない（他の通信装置２からの受信信号を検知しない）ため、チャネルＡを継続して利用しつつ、端末３Ａおよび３Ｂと通信を行うことができる。ただし、端末３Ｃ、３Ｄと通信を行うことはできない。

一方で、干渉検出部１０が、デューティ比の高い干渉源が存在すると判定した場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、干渉検出部１０は、チャネルＡで干渉が検出され、かつそれがデューティ比の高い干渉であることを通知する情報を、通信制御部１７に送る。

通信制御部１７は、この情報を受けると、チャネルＡ以外の１つまたは複数の候補チャネルの電波受信状況を調べることにより、空きチャネルが存在するかを判断する（ステップＳ３０）。空きチャネルが存在するかの判断は、任意の方法を用いて行えばよい。例えば一定時間、候補チャネルを監視し、一定レベル以上の信号が受信されなければ、当該候補チャネルは空きチャネルである判断してもよい。なお、空きチャネルの存在有無の検査は、干渉検出部１０が行ってもよい。この場合、通信制御部１７は、空きチャネルが存在するかの決定を行うことを指示する指示信号を干渉検出部１０に出力し、干渉検出部１０が空きチャネルの存在有無を決定し、通信制御部１７にその結果をフィードバックする。

通信制御部１７は、チャネルＡ以外の候補チャネルの中に、空きチャネルがあると判断した場合（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、当該検出した空きチャネルを、チャネルＡの変更先のチャネル（以下、チャネルＢと呼ぶ）として決定する。空きチャネルは、最も早く検出された空きチャネルでもよいし、複数の空きチャネルを検出した場合は、最も通信品質が高いチャネルでもよい。

通信制御部１７は、ポリシーをランダムポリシーに切り替え、ランダムポリシーに従って、ランダムに放射パターンを選択、すなわち任意の放射パターンを選択する。通信制御部１７は、アンテナ切替部１６を介して、可変アンテナ部１１に、選択した放射パターンを設定する（ステップＳ４０）。つまり、どの放射パターンを選択すれば、干渉源の影響を回避して、無線媒体へのアクセス権をとれるか不明なため、ランダムに放射パターンを選択する。

通信制御部１７は、可変アンテナ部１１の放射パターンが変更された後、動作チャネルを変更する前に、チャネルＡを介して、チャネル切替信号を送信する（ステップＳ４１）。より詳細には、チャネルＢへのチャネル切り替えを指示する情報を含むフレームを生成し、当該フレームを送信する。チャネル切り替えを指示するフレームの例として、ビーコンフレームを用いてもよいし、これとは別の管理フレームを用いてもよい。フレームの送信は、ＣＳＭＡ／ＣＡに従って手順で行う。すなわち、無線媒体のキャリアセンスを行い、キャリアセンスの結果がアイドル状態を示す場合、無線媒体へのアクセス権を獲得し、フレームを送信する。チャネル状態がビジー状態であるために、一定期間経過してもアクセス権の獲得が出来ない場合は、ステップＳ４０に戻って、ランダムポリシーの下、放射パターンを再度選択し直してもよい。送信するフレームには、チャネル切り替えを行うタイミングを示す情報を設定してもよい。チャネル切り替えタイミングの情報は、別のフレームによって送信してもよい。

通信制御部１７は、予め定めた切り替えタイミングで、動作チャネルをチャネルＡからチャネルＢに切り替え、以降は、チャネルＢで通信を行う（ステップＳ４２）。チャネルＢで通信を開始する際に用いるポリシーは、事前指定ポリシー（予め定めた放射パターンを選択または予め定めた順番で放射パターンを選択）でもよいし、引き続きランダムポリシーを用いてもよいし、その他のポリシーを用いてもよい。チャネルＢの放射パターン履歴がある場合は、履歴利用ポリシーを用いてもよい。

通信制御部１７は、ステップＳ４０、Ｓ４１を複数回繰り返した後で、動作チャネルをチャネルＢへ切り替えてもよい。これにより多くの放射パターンで、チャネル切替信号を送信する可能性を高め、出来るだけ多くの端末に、チャネル切り替えを通知できる可能性が高くなる。ただし、回数が多いと、それだけ実際にチャネル変更するまでの時間が長くなるため、高速なチャネル変更が困難となる。従って、チャネル変更までに許容される時間長に応じて、ステップＳ４０、Ｓ４１を繰り返す回数を制限してもよい。

図９は、ステップＳ４０、Ｓ４１の具体例を説明する図である。無線通信装置１の動作チャネルＡが、他の通信装置２の出力する電波と干渉している。この例では、アクセスポイントに相当する無線通信装置１と、端末３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄとで構成される無線ＬＡＮシステムの近くに、別のシステムの他の通信装置７が存在する。無線通信装置１は全方位性の放射パターンを用いているとする。他の通信装置７は、デューティ比の高い装置、例えばアナログビデオカメラ等のアナログ機器であるとする。円状の点線９は、他の通信装置２から出力される電波の範囲を示す。無線通信装置１はこの範囲内に存在しており、チャネルＡの干渉を検知する。

無線通信装置１が、ステップＳ４０で放射パターンを変更した結果、図中の実線４３で示す放射パターンになっている。無線通信装置１は、この放射パターンで、チャネルＡを介して、チャネル切替信号を送信する。端末３Ａ、３Ｂは、放射パターンの範囲に含まれ、かつ他の通信装置７の電波範囲に含まれないことから、チャネル切替信号の受信に成功する。端末３Ｃでは、他の通信装置７の電波範囲に含まれるため、チャネル切替信号の受信に成功するかは、端末３Ｃの指向性にも依存する。ここでは、端末３Ｃはチャネル切替信号の受信に成功しなかった場合を想定する。端末３Ｄは、無線通信装置１の放射パターンに含まれないため、チャネル切替信号を受信しない。チャネル切替信号の受信に成功した端末３Ａおよび端末３Ｂは、例えば、無線通信装置１が指定した空きチャネルであるチャネルＢへ、予め指定されたタイミングで、動作チャネルを切り替える。図１０は、無線通信装置１、端末３Ａおよび端末３Ｂが、動作チャネルを、チャネルＡからチャネルＢへと切り替えた様子を示す図である。図１０において、無線通信装置１、端末３Ａおよび端末３Ｂが破線の矩形で囲まれているが、これはこれらの動作チャネルがチャネルＢに切り替えられたことを意味する。なお、端末３Ｃと、端末３Ｄでは、依然としてチャネルＡが設定されている。

図１１は、チャネルＡで無線通信装置１と通信できなくなったことを検知した端末３Ｃおよび端末３Ｄがチャネルサーチにより、無線通信装置１の動作チャネルであるチャネルＢを特定して、動作チャネルをチャネルＢに切り換えた様子を示している。端末３Ｃおよび端末３Ｄは、チャネルＢで無線通信装置１とアソシエーションプロセスを再度実行して、無線通信装置１が形成するネットワークに所属する。端末３Ｃおよび端末３Ｄの動作チャネルがチャネルＢへ切り換えられたため、図１１では、端末３Ｃおよび端末３Ｄが、破線の矩形で囲まれている。無線通信装置１、端末３Ａ〜３Ｄは、他の通信装置７と干渉することなく通信を行うことができる。

一方、通信制御部１７は、チャネルＡ以外の候補チャネルの中に、空きチャネルが存在しないと判断した場合（ステップＳ３０：Ｎｏ）、記憶部１４に記憶されている放射パターン履歴をリセットする。また通信制御部１７は、使用するポリシーをランダムポリシーに切り替え、ランダムポリシーに従って任意の放射パターンを選択する。選択した放射パターンへの変更をアンテナ切替部１６に指示し、アンテナ切替部１６は、可変アンテナ部１１に、指示された放射パターンを設定する（ステップＳ３１）。通信制御部１７は、チャネルＡで通信を行う（Ｓ３２）。今回設定された放射パターンや通信の結果等を放射パターン履歴に登録する（ステップＳ３３）。これにより放射パターン履歴を更新する。

なお、図５のステップＳ２２では、履歴利用ポリシーを引き続き利用して放射パターンを選択したが、別のポリシーに変更してもよい。例えばステップＳ１２で干渉が発生したと判定された回数が一定時間内に所定値に達した場合は、ポリシーを変更してもよい。

上述した処理の変形例を示す。
（第１の変形例）
図１２は、第１の変形例に係るフローチャートである。図５のステップＳ２０がステップＳ５１に代わっている。図５のステップＳ２０では装置種別を特定したが、本フローのステップＳ５１では、デューティ値を計算する。具体的には、所定期間内に受信した信号のうち、閾値以上のレベルの信号が受信された期間長を計算する。そして、所定期間の長さに対する、当該計算した期間長の比率を計算する。これにより、デューティ比を得る。
続くステップＳ２１では、デューティ比が一定値以上かを判断し、一定値以上であれば、デューティ比の高い干渉が存在したと判定し、ステップＳ３０に進む。デューティ比が一定値未満であれば、デューティ比の高い干渉が存在しなかったと判定し、ステップＳ２２に進む。ステップＳ３０、Ｓ２２以外のステップの処理は、これまで述べたのと同様の処理でよい。

（第２の変形例）
図６のステップＳ４０でポリシーを変更（ランダム選択に変更）する際、キャリアセンスで用いる受信判定の閾値（例えば（ＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）閾値））を高くしてもよい。一例として、第１閾値を、第１閾値より大きい第２閾値に変更する。

例えば通信部１５は、第１閾値以上のレベルの信号を受信すると、信号受信を検知し、第１閾値未満のレベルの信号を受信しても信号受信を検知しないとする。つまり、第１閾値以上のレベルの信号では、無線媒体がビジー状態と判定し、第１閾値未満のレベルの信号では無線媒体はアイドル状態であると判定する。ステップＳ４０で第１閾値を第２閾値に上げることで、第１閾値以上のレベルの信号を受信しても、信号のレベルが第２閾値未満であれば、無線媒体はアイドル状態と判断される。よってキャリアセンス中に他の通信装置２から信号を受信しても、信号のレベルが第２閾値未満であれば、無線媒体がアイドルと判定され、チャネル切替信号を送信できる。なお、図６のステップＳ３１、図５のステップＳ２２、またはこれらの両方でも、放射パターンを変更する際、受信判定の閾値を上げるようにしてもよい。

ここでは、ポリシーを変更するとともに、閾値を上げたが、ポリシーを変更することなく、閾値を上げてもよい。この場合のフローチャートを図１３に示す。図５のステップＳ４０が、ステップＳ５２に代わっている。ステップＳ５２では、現在の放射パターンを維持しつつ、受信判定の閾値を高くする。一例として、第１閾値を、第１閾値より大きい第２閾値に変更する。なお、ステップＳ３１、図５のステップＳ２２、またはこれらの両方に対しても同様に、放射パターンを変更することなく、受信判定の閾値を上げるようにしてもよい。

（第３の変形例）
これまでの説明では、高デューティの信号を出力する装置が、ビデオカメラ等のアナログ機器である場合を想定したが、その装置が、無線ＬＡＮ以外のＬＢＴ方式を採用する通信装置である可能性もあり得る。その可能性がある場合には、ポリシーとしてランダムポリシーではなく、指向性ポリシー（指定された方向または特定の方向に指向性を有する放射パターンを選択する）を選択し、その通信装置に指向性を向けるような放射パターンを、ステップＳ４０で設定してもよい。その通信装置に指向性を向けることで、無線通信装置１が送信した信号を、その通信装置が検知することができる。信号を検知した通信装置は、送信禁止期間（無線ＬＡＮの場合、ＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ
Ｖｅｃｔｏｒ）と呼ばれる）を設定し、フレーム送信を控えることが期待できる。ただし、キャリアセンスで一定期間以内にアクセス権を獲得出来ない場合は、ランダムポリシーに戻すなどしてもよい。ステップＳ４０では、上述したランダムポリシーおよび指向性ポリシー以外のポリシーを選択することも可能である。

以上のように、本実施形態によれば、無線通信装置１は、デューティ比が高い他の通信装置が存在する場合に、ポリシーを変更することで、他の通信装置との干渉を防止可能な放射パターンを高速に選択できる。一例として、履歴利用ポリシーからランダムポリシーに変更することで、干渉を回避できる放射パターンを高速に選択できる。このようにして選択した放射パターンで、チャネル切替信号を送信することで、チャネル変更を高速に通知できる。チャネル切替信号を受信した端末は、切り替え後のチャネルで再度無線通信装置１とアソシエーションプロセスを行うことなく、チャネル切り替えを行うことができる。チャネル切替信号を受信できなかった端末（変更後の放射パターンの範囲に含まれない端末）は、チャネルサーチにより無線通信装置１を探索し、アソシエーションプロセスを行う必要があるが、チャネル変更後も引き続き無線通信装置１との通信を行うことができる。

（第２の実施形態）
図１４は、第２の実施形態に係る基地局（アクセスポイント）４００の機能ブロック図である。このアクセスポイントは、通信処理部４０１と、送信部４０２と、受信部４０３と、アンテナ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄと、ネットワーク処理部４０４と、有線Ｉ／Ｆ４０５と、メモリ４０６とを備えている。アクセスポイント４００は、有線Ｉ／Ｆ４０５を介して、サーバ４０７と接続されている。通信処理部４０１は、第１の実施形態で説明した制御部１２および干渉検出部１０と同様な機能を有している。送信部４０２および受信部４０３は、第１の実施形態で説明した通信部１５と同様な機能を有している。ネットワーク処理部４０４は、第１の実施形態で説明した上位処理部と同様な機能を有している。ここで、通信処理部４０１は、ネットワーク処理部４０４との間でデータを受け渡しするためのバッファを内部に保有してもよい。このバッファは、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリでもよいし、ＮＡＮＤ、ＭＲＡＭ等の不揮発メモリでもよい。

ネットワーク処理部４０４は、通信処理部４０１とのデータ交換、メモリ４０６とのデータ書き込み・読み出し、および、有線Ｉ／Ｆ４０５を介したサーバ４０７との通信を制御する。ネットワーク処理部４０４は、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰなど、ＭＡＣ層の上位の通信処理やアプリケーション層の処理を行ってもよい。ネットワーク処理部の動作は、ＣＰＵ等のプロセッサによるソフトウェア（プログラム）の処理によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。

一例として、通信処理部４０１は、ベースバンド集積回路に対応し、送信部４０２と受信部４０３は、フレームを送受信するＲＦ集積回路に対応する。通信処理部４０１とネットワーク処理部４０４とが１つの集積回路（１チップ）で構成されてもよい。送信部４０２および受信部４０３のデジタル領域の処理を行う部分とアナログ領域の処理を行う部分とが異なるチップで構成されてもよい。また、通信処理部４０１が、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰなど、ＭＡＣ層の上位の通信処理を実行するようにしてもよい。また、アンテナの個数はここでは４つであるが、少なくとも１つのアンテナを備えていればよい。

メモリ４０６は、サーバ４０７から受信したデータや、受信部４０３で受信したデータの保存等を行う。メモリ４０６は、例えば、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリでもよいし、ＮＡＮＤ、ＭＲＡＭ等の不揮発メモリでもよい。また、ＳＳＤやＨＤＤ、ＳＤカード、ｅＭＭＣ等であってもよい。メモリ４０６が、基地局４００の外部にあってもよい。

有線Ｉ／Ｆ４０５は、サーバ４０７とのデータの送受信を行う。本実施形態では、サーバ４０７との通信を有線で行っているが、サーバ４０７との通信を無線で実行するようにしてもよい。この場合、無線Ｉ／Ｆが、有線Ｉ／Ｆ４０５の代わりに用いればよい。

サーバ４０７は、データの送信を要求するデータ転送要求を受けて、要求されたデータを含む応答を返す通信装置であり、例えばＨＴＴＰサーバ（Ｗｅｂサーバ）、ＦＴＰサーバ等が想定される。ただし、要求されたデータを返す機能を備えている限り、これに限定されるものではない。ＰＣやスマートフォン等のユーザが操作する通信装置でもよい。また、基地局４００と無線で通信してもよい。

基地局４００のＢＳＳに属するＳＴＡが、サーバ４０７に対するデータの転送要求を発行した場合、このデータ転送要求に関するパケットが、基地局４００に送信される。基地局４００は、アンテナ４２Ａ〜４２Ｄを介してこのパケットを受信し、受信部４０３で物理層の処理等を、通信処理部４０１でＭＡＣ層の処理等を実行する。

ネットワーク処理部４０４は、通信処理部４０１から受信したパケットの解析を行う。
具体的には、宛先ＩＰアドレス、宛先ポート番号等を確認する。パケットのデータがＨＴＴＰ ＧＥＴリクエストのようなデータ転送要求である場合、ネットワーク処理部４０４は、このデータ転送要求で要求されたデータ（例えば、ＨＴＴＰ ＧＥＴリクエストで要求されたＵＲＬに存在するデータ）が、メモリ４０６にキャッシュ（記憶）されているかを確認する。メモリ４０６には、ＵＲＬ（またはその縮小表現、例えばハッシュ値や、代替となる識別子）とデータとを対応づけたテーブルが記憶されている。ここで、データがメモリ４０６にキャッシュされていることを、メモリ４０６にキャッシュデータが存在すると表現する。

メモリ４０６にキャッシュデータが存在しない場合、ネットワーク処理部４０４は、有線Ｉ／Ｆを４０５介して、サーバ４０７に対してデータ転送要求を送信する。つまり、ネットワーク処理部４０４は、ＳＴＡの代理として、サーバ４０７へデータ転送要求を送信する。具体的には、ネットワーク処理部４０４は、ＨＴＴＰリクエストを生成し、ＴＣＰ／ＩＰヘッダの付加などのプロトコル処理を行い、パケットを有線Ｉ／Ｆ４０５へ渡す。
有線Ｉ／Ｆ４０５は、受け取ったパケットをサーバ４０７へ送信する。

有線Ｉ／Ｆ４０５は、データ転送要求に対する応答であるパケットをサーバ４０７から受信する。ネットワーク処理部４０４は、有線Ｉ／Ｆ４０５を介して受信したパケットのＩＰヘッダから、ＳＴＡ宛のパケットであることを把握し、通信処理部４０１へパケットを渡す。通信処理部４０１はこのパケットに対するＭＡＣ層の処理等を、送信部４０２は物理層の処理等を実行し、ＳＴＡ宛のパケットをアンテナ４２Ａ〜４２Ｄから送信する。
ここで、ネットワーク処理部４０４は、サーバ４０７から受信したデータを、ＵＲＬ（またはその縮小表現）と対応づけて、メモリ４０６にキャッシュデータとして保存する。

メモリ４０６にキャッシュデータが存在する場合、ネットワーク処理部４０４は、データ転送要求で要求されたデータをメモリ４０６から読み出して、このデータを通信処理部４０１へ送信する。具体的には、メモリ４０６から読み出したデータにＨＴＴＰヘッダ等を付加して、ＴＣＰ／ＩＰヘッダの付加等のプロトコル処理を行い、通信処理部４０１へパケットを送信する。このとき、一例として、パケットの送信元ＩＰアドレスは、サーバと同じＩＰアドレスに設定し、送信元ポート番号もサーバと同じポート番号（通信端末が送信するパケットの宛先ポート番号）に設定する。したがって、ＳＴＡから見れば、あたかもサーバ４０７と通信をしているかのように見える。通信処理部４０１はこのパケットに対するＭＡＣ層の処理等を、送信部４０２は物理層の処理等を実行し、ＳＴＡ宛のパケットをアンテナ４２Ａ〜４２Ｄから送信する。

このような動作により、頻繁にアクセスされるデータは、メモリ４０６に保存されたキャッシュデータに基づいて応答することになり、サーバ４０７と基地局４００間のトラフィックを削減できる。なお、ネットワーク処理部４０４の動作は、本実施形態の動作に限定されるものではない。ＳＴＡの代わりにサーバ４０７からデータを取得して、メモリ４０６にデータをキャッシュし、同一のデータに対するデータ転送要求に対しては、メモリ４０６のキャッシュデータから応答するような一般的なキャッシュプロキシであれば、別の動作でも問題はない。

本実施形態の基地局（アクセスポイント）を、第１の実施形態の基地局として適用することが可能である。上述の第１の実施形態で使ったフレーム、データまたはパケットの送信を、メモリ４０６に保存されたキャッシュデータを用いて実行してもよい。また、第１の実施形態の基地局が受信したフレーム、データまたはパケットで得られた情報を、メモリ４０６にキャッシュしてもよい。第１の実施形態において、アクセスポイントが送信するフレームは、キャッシュされたデータまたは当該データに基づく情報を含んでもよい。
データに基づく情報は、例えば端末宛のデータの有無の情報、データのサイズに関する情報、データの送信に必要なパケットのサイズに関する情報でもよい。またデータの送信に必要な変調方式等の情報でもよい。

本実施形態では、キャッシュ機能を備えた基地局について説明を行ったが、図１４と同じブロック構成で、キャッシュ機能を備えた端末（ＳＴＡ）を実現することもできる。ここでいう端末は、非基地局の端末である（前述したように基地局も無線通信端末の一形態である）。この場合、有線Ｉ／Ｆ４０５を省略してもよい。上述の第１の実施形態における端末によるフレーム、データまたはパケットの送信を、メモリ４０６に保存されたキャッシュデータを用いて実行してもよい。また、第１の実施形態の端末が受信したフレーム、データまたはパケットで得られた情報を、メモリ４０６にキャッシュしてもよい。第１の実施形態において、端末が送信するフレームは、キャッシュされたデータまたは当該データに基づく情報を含んでもよい。データに基づく情報は、例えば送信するデータの有無の情報、データのサイズに関する情報、データの送信に必要なパケットのサイズに関する情報でもよい。またデータの送信に必要な変調方式等の情報でもよい。

（第３の実施形態）
図１５は、端末または基地局の全体構成例を示したものである。この構成例は一例であり、本実施形態はこれに限定されるものではない。端末または基地局は、１つまたは複数のアンテナ１〜ｎ（ｎは１以上の整数）と、無線ＬＡＮモジュール１４８と、ホストシステム１４９を備える。無線ＬＡＮモジュール１４８は、第１の実施形態に係る無線通信装置に対応する。無線ＬＡＮモジュール１４８は、ホスト・インターフェースを備え、ホスト・インターフェースで、ホストシステム１４９と接続される。接続ケーブルを介してホストシステム１４９と接続される他、ホストシステム１４９と直接接続されてもよい。また、無線ＬＡＮモジュール１４８が基板にはんだ等で実装され、基板の配線を介してホストシステム１４９と接続される構成も可能である。ホストシステム１４９は、任意の通信プロトコルに従って、無線ＬＡＮモジュール１４８およびアンテナ１〜ｎを用いて、外部の装置と通信を行う。通信プロトコルは、ＴＣＰ／ＩＰと、それより上位の層のプロトコルと、を含んでもよい。または、ＴＣＰ／ＩＰは無線ＬＡＮモジュール１４８に搭載し、ホストシステム１４９は、それより上位層のプロトコルのみを実行してもよい。この場合、ホストシステム１４９の構成を簡単化できる。本端末は、例えば、移動体端末、ＴＶ、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン、ゲーム装置、ネットワークストレージ装置、モニタ、デジタルオーディオプレーヤ、Ｗｅｂカメラ、ビデオカメラ、プロジェクト、ナビゲーションシステム、外部アダプタ、内部アダプタ、セットトップボックス、ゲートウェイ、プリンタサーバ、モバイルアクセスポイント、ルータ、エンタープライズ／サービスプロバイダアクセスポイント、ポータブル装置、ハンドヘルド装置、自動車等でもよい。
無線ＬＡＮモジュール１４８（または無線通信装置）は、ＩＥＥＥ８０２．１１に加え、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）またはＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅｓ）のような他の無線通信規格の機能を備えていてもよい。

図１６は、無線ＬＡＮモジュールのハードウェア構成例を示す。この構成は、無線通信装置が非基地局の端末および基地局のいずれに搭載される場合にも適用可能である。つまり、図１に示した無線通信装置の具体的な構成の一例として適用できる。この構成例では、少なくとも１本のアンテナ２４７を備える。複数のアンテナを備える場合、各アンテナに対応して、送信系統（２１６、２２２〜２２５）、受信系統（２１７、２３２〜２３５）、ＰＬＬ２４２、水晶発振器（基準信号源）２４３およびスイッチ２４５のセットが複数配置され、各セットがそれぞれベースバンド回路２１２に接続されてもよい。ＰＬＬ２４２または水晶発振器２４３またはこれらの両方は、本実施形態に係る発振器に対応する。

無線ＬＡＮモジュール（無線通信装置）は、ベースバンドＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
Ｃｉｒｃｕｉｔ）２１１と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ＩＣ２２１と、バラン２２５と、スイッチ２４５と、アンテナ２４７とを備える。

ベースバンドＩＣ２１１は、ベースバンド回路（制御回路）２１２、メモリ２１３、ホスト・インターフェース２１４、ＣＰＵ２１５、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２１６、およびＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２１７を備える。

ベースバンドＩＣ２１１とＲＦ ＩＣ２２１は同じ基板上に形成されてもよい。また、ベースバンドＩＣ２１１とＲＦ ＩＣ２２１は１チップで構成されてもよい。ＤＡＣ２１６およびＡＤＣ２１７の両方またはいずれか一方が、ＲＦ ＩＣ２２１に配置されてもよいし、別のＩＣに配置されてもよい。またメモリ２１３およびＣＰＵ２１５の両方またはいずれか一方が、ベースバンドＩＣとは別のＩＣに配置されてもよい。

メモリ２１３は、ホストシステムとの間で受け渡しするデータを記憶する。またメモリ２１３は、端末または基地局に通知する情報、または端末または基地局から通知された情報、またはこれらの両方を記憶する。また、メモリ２１３は、ＣＰＵ２１５の実行に必要なプログラムを記憶し、ＣＰＵ２１５がプログラムを実行する際の作業領域として利用されてもよい。メモリ２１３はＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリでもよいし、ＮＡＮＤ、ＭＲＡＭ等の不揮発メモリでもよい。

ホスト・インターフェース２１４は、ホストシステムと接続するためのインターフェースである。インターフェースは、ＵＡＲＴ、ＳＰＩ、ＳＤＩＯ、ＵＳＢ、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓなど何でも良い。

ＣＰＵ２１５は、プログラムを実行することによりベースバンド回路２１２を制御するプロセッサである。ベースバンド回路２１２は、主にＭＡＣ層の処理および物理層の処理を行う。ベースバンド回路２１２、ＣＰＵ２１５またはこれらの両方は、通信を制御する通信制御装置、または通信を制御する制御部に対応する。

ベースバンド回路２１２およびＣＰＵ２１５の少なくとも一方は、クロックを生成するクロック生成部を含み、当該クロック生成部で生成するクロックにより、内部時間を管理してもよい。

ベースバンド回路２１２は、送信するフレームに、物理層の処理として、物理ヘッダの付加、符号化、暗号化、変調処理など行い、例えば２種類のデジタルベースバンド信号（以下、デジタルＩ信号とデジタルＱ信号）を生成する。

ＤＡＣ２１６は、ベースバンド回路２１２から入力される信号をＤＡ変換する。より詳細には、ＤＡＣ２１６はデジタルＩ信号をアナログのＩ信号に変換し、デジタルＱ信号をアナログのＱ信号に変換する。なお、直交変調せずに一系統の信号のままで送信する場合もありうる。複数のアンテナを備え、一系統または複数系統の送信信号をアンテナの数だけ振り分けて送信する場合には、アンテナの数に応じた数のＤＡＣ等を設けてもよい。

ＲＦ ＩＣ２２１は、一例としてＲＦアナログＩＣあるいは高周波ＩＣ、あるいはこれらの両方である。ＲＦ ＩＣ２２１は、フィルタ２２２、ミキサ２２３、プリアンプ（ＰＡ）２２４、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ：位相同期回路）２４２、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２３４、バラン２３５、ミキサ２３３、およびフィルタ２３２を備える。これらの要素のいくつかが、ベースバンドＩＣ２１１または別のＩＣ上に配置されてもよい。フィルタ２２２、２３２は、帯域通過フィルタでも、低域通過フィルタでもよい。ＲＦ ＩＣ２２１は、スイッチ２４５を介して、アンテナ２４７に結合されている。

フィルタ２２２は、ＤＡＣ２１６から入力されるアナログＩ信号およびアナログＱ信号のそれぞれから所望帯域の信号を抽出する。ＰＬＬ２４２は、水晶発振器２４３から入力される発振信号を用い、発振信号を分周または逓倍またはこれらの両方を行うことで、入力信号の位相に同期した、一定周波数の信号を生成する。なお、ＰＬＬ２４２は、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を備え、水晶発振器２４３から入力される発振信号に基づき、ＶＣＯを利用してフィードバック制御を行うことで、当該一定周波数の信号を得る。生成した一定周波数の信号は、ミキサ２２３およびミキサ２３３に入力される。ＰＬＬ２４２は、一定周波数の信号を生成する発振器の一例に相当する。

ミキサ２２３は、フィルタ２２２を通過したアナログＩ信号およびアナログＱ信号を、ＰＬＬ２４２から供給される一定周波数の信号を利用して、無線周波数にアップコンバートする。プリアンプ（ＰＡ）２２４は、ミキサ２２３で生成された無線周波数のアナログＩ信号およびアナログＱ信号を、所望の出力電力まで増幅する。バラン２２５は、平衡信号（差動信号）を不平衡信号（シングルエンド信号）に変換するための変換器である。ＲＦ ＩＣ２２１では平衡信号が扱われるが、ＲＦ ＩＣ２２１の出力からアンテナ２４７までは不平衡信号が扱われるため、バラン２２５で、これらの信号変換を行う。

スイッチ２４５は、送信時は、送信側のバラン２２５に接続され、受信時は、受信側のバラン２３５またはＲＦ ＩＣ２２１に接続される。スイッチ２４５の制御はベースバンドＩＣ２１１またはＲＦ ＩＣ２２１により行われてもよいし、スイッチ２４５を制御する別の回路が存在し、当該回路からスイッチ２４５の制御を行ってもよい。

プリアンプ２２４で増幅された無線周波数のアナログＩ信号およびアナログＱ信号は、バラン２２５で平衡−不平衡変換された後、アンテナ２４７から空間に電波として放射される。

アンテナ２４７は、チップアンテナでもよいし、プリント基板上に配線により形成したアンテナでもよいし、線状の導体素子を利用して形成したアンテナでもよい。

ＲＦ ＩＣ２２１におけるＬＮＡ２３４は、アンテナ２４７からスイッチ２４５を介して受信した信号を、雑音を低く抑えたまま、復調可能なレベルまで増幅する。バラン２３５は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２３４で増幅された信号を、不平衡−平衡変換する。ミキサ２３３は、バラン２３５で平衡信号に変換された受信信号を、ＰＬＬ２４２から入力される一定周波数の信号を用いてベースバンドにダウンコンバートする。より詳細には、ミキサ２３３は、ＰＬＬ２４２から入力される一定周波数の信号に基づき、互いに９０°位相のずれた搬送波を生成する手段を有し、バラン２３５で変換された受信信号を、互いに９０°位相のずれた搬送波により直交復調して、受信信号と同位相のＩ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号と、これより９０°位相が遅れたＱ（Ｑｕａｄ−ｐｈａｓｅ）信号とを生成する。フィルタ２３２は、これらＩ信号とＱ信号から所望周波数成分の信号を抽出する。フィルタ２３２で抽出されたＩ信号およびＱ信号は、ゲインが調整された後に、ＲＦ ＩＣ２２１から出力される。

ベースバンドＩＣ２１１におけるＡＤＣ２１７は、ＲＦ ＩＣ２２１からの入力信号をＡＤ変換する。より詳細には、ＡＤＣ２１７はアナログＩ信号をデジタルＩ信号に変換し、アナログＱ信号をデジタルＱ信号に変換する。なお、直交復調せずに一系統の信号だけを受信する場合もあり得る。

複数のアンテナが設けられる場合には、アンテナの数に応じた数のＡＤＣを設けてもよい。ベースバンド回路２１２は、デジタルＩ信号およびデジタルＱ信号に基づき、復調処理、誤り訂正符号処理、物理ヘッダの処理など、物理層の処理等を行い、フレームを得る。ベースバンド回路２１２は、フレームに対してＭＡＣ層の処理を行う。なお、ベースバンド回路２１２は、ＴＣＰ／ＩＰを実装している場合は、ＴＣＰ／ＩＰの処理を行う構成も可能である。

ベースバンド回路２１２またはホスト・インターフェース２１４は、フィルタ２２２およびフィルタ２３２の設定を切り換えることで、動作チャネルを切り換えてもよい。また、ベースバンド回路２１２またはホスト・インターフェース２１４は、アンテナ２４７の設定を変更して、アンテナ２４７の放射パターンを変更してもよい。ベースバンド回路２１２は、図１の干渉検出部１０および制御部１２の機能を備えていてもよい。

（第４の実施形態）
図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、それぞれ第４の実施形態に係る無線通信端末の斜視図である。図１７（Ａ）の無線通信端末はノートＰＣ３０１であり、図１７（Ｂ）の無線通信端末は移動体端末３２１である。それぞれ、端末（基地局の場合を含む）の一形態に対応する。ノートＰＣ３０１及び移動体端末３２１は、それぞれ無線通信装置３０５、３１５を搭載している。無線通信装置３０５、３１５として、これまで説明してきた端末に搭載されていた無線通信装置を用いることができる。無線通信装置を搭載する無線通信端末は、ノートＰＣや移動体端末に限定されない。例えば、ＴＶ、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン、ゲーム装置、ネットワークストレージ装置、モニタ、デジタルオーディオプレーヤ、Ｗｅｂカメラ、ビデオカメラ、プロジェクト、ナビゲーションシステム、外部アダプタ、内部アダプタ、セットトップボックス、ゲートウェイ、プリンタサーバ、モバイルアクセスポイント、ルータ、エンタープライズ／サービスプロバイダアクセスポイント、ポータブル装置、ハンドヘルド装置、自動車等にも搭載可能である。

また、端末に搭載されていた無線通信装置は、メモリーカードにも搭載可能である。当該無線通信装置をメモリーカードに搭載した例を図１８に示す。メモリーカード３３１は、無線通信装置３５５と、メモリーカード本体３３２とを含む。メモリーカード３３１は、外部の装置（無線通信端末または基地局、またはこれらの両方等）との無線通信のために無線通信装置３３５を利用する。なお、図１８では、メモリーカード３３１内の他の要素（例えばメモリ等）の記載は省略している。

（第５の実施形態）
第５の実施形態では、上述したいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、バス、プロセッサ部、及び外部インタフェース部を備える。プロセッサ部及び外部インタフェース部は、バスを介してバッファと接続される。プロセッサ部ではファームウエアが動作する。このように、ファームウエアを無線通信装置に含める構成とすることにより、ファームウエアの書き換えによって無線通信装置の機能の変更を容易に行うことが可能となる。ファームウエアが動作するプロセッサ部は、本実施形態に係る通信処理装置または制御部の処理を行うプロセッサであってもよいし、当該処理の機能拡張または変更に係る処理を行う別のプロセッサであってもよい。ファームウエアが動作するプロセッサ部を、本実施形態に係る基地局あるいは無線通信ン端末あるいはこれらの両方が備えてもよい。または当該プロセッサ部を、基地局に搭載される無線通信装置内の集積回路、または無線通信端末に搭載される無線通信装置内の集積回路が備えてもよい。

（第６の実施形態）
第６の実施形態では、上述したいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、クロック生成部を備える。クロック生成部は、クロックを生成して出力端子より無線通信装置の外部にクロックを出力する。このように、無線通信装置内部で生成されたクロックを外部に出力し、外部に出力されたクロックによってホスト側を動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側とを同期させて動作させることが可能となる。

（第７の実施形態）
第７の実施形態では、上述したいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、電源部、電源制御部、及び無線電力給電部を含む。電源制御部は、電源部と無線電力給電部とに接続され、無線通信装置に供給する電源を選択する制御を行う。このように、電源を無線通信装置に備える構成とすることにより、電源を制御した低消費電力化動作が可能となる。

（第８の実施形態）
第８の実施形態では、上述したいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、ＳＩＭカードを含む。ＳＩＭカードは、例えば、図１の少なくともいずれか１つのブロックに接続される。このように、ＳＩＭカードを無線通信装置に備える構成とすることにより、容易に認証処理を行うことが可能となる。

（第９の実施形態）
第９の実施形態では、上述したいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、動画像圧縮／伸長部を含む。動画像圧縮／伸長部は、バスと接続される。このように、動画像圧縮／伸長部を無線通信装置に備える構成とすることにより、圧縮した動画像の伝送と受信した圧縮動画像の伸長とを容易に行うことが可能となる。

（第１０の実施形態）
第１０の実施形態では、上述したいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、ＬＥＤ部を含む。ＬＥＤ部は、例えば、図１の少なくともいずれか１つのブロックに接続される。このように、ＬＥＤ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態を、ユーザに容易に通知することが可能となる。

（第１１の実施形態）
第１１の実施形態では、上述したいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、バイブレータ部を含む。バイブレータ部は、例えば、図１の少なくともいずれか１つのブロックに接続される。このように、バイブレータ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態を、ユーザに容易に通知することが可能となる。

（第１２の実施形態）
第１２の実施形態では、上述したいずれかの実施形態に係る無線通信装置（基地局の無線通信装置または無線通信端末の無線通信装置、またはこれらの両方）の構成に加えて、ディスプレイを含む。ディスプレイは、図示しないバスを介して、図１の少なくともいずれか１つのブロックに接続されてもよい。このようにディスプレイを備える構成とし、無線通信装置の動作状態をディスプレイに表示することで、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。

（第１３の実施形態）
本実施形態では、［１］無線通信システムにおけるフレーム種別、［２］無線通信装置間の接続切断の手法、［３］無線ＬＡＮシステムのアクセス方式、［４］無線ＬＡＮのフレーム間隔について説明する。
［１］通信システムにおけるフレーム種別
一般的に無線通信システムにおける無線アクセスプロトコル上で扱うフレームは、前述したように、大別してデータ（ｄａｔａ）フレーム、管理（ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）フレーム、制御（ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームの３種類に分けられる。これらの種別は、通常、フレーム間で共通に設けられるヘッダ部で示される。フレーム種別の表示方法としては、１つのフィールドで３種類を区別できるようにしてあってもよいし、２つのフィールドの組み合わせで区別できるようにしてあってもよい。ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、フレーム種別の識別は、ＭＡＣフレームのフレームヘッダ部にあるＦｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドの中のＴｙｐｅ、Ｓｕｂｔｙｐｅという２つのフィールドで行う。データフレームか、管理フレームか、制御フレームかの大別はＴｙｐｅフィールドで行われ、大別されたフレームの中での細かい種別、例えば管理フレームの中のＢｅａｃｏｎフレームといった識別はＳｕｂｔｙｐｅフィールドで行われる。

管理フレームは、他の無線通信装置との間の物理的な通信リンクの管理に用いるフレームである。例えば、他の無線通信装置との間の通信設定を行うために用いられるフレームや通信リンクをリリースする（つまり接続を切断する）ためのフレーム、無線通信装置でのパワーセーブ動作に係るフレームがある。

データフレームは、他の無線通信装置と物理的な通信リンクが確立した上で、無線通信装置の内部で生成されたデータを他の無線通信装置に送信するフレームである。データは本実施形態の上位層で生成され、例えばユーザの操作によって生成される。

制御フレームは、データフレームを他の無線通信装置との間で送受（交換）する際の制御に用いられるフレームである。無線通信装置がデータフレームや管理フレームを受信した場合にその送達確認のために送信される応答フレームは、制御フレームに属する。応答フレームは、例えばＡＣＫフレームやＢｌｏｃｋＡＣＫフレームである。またＲＴＳフレームやＣＴＳフレームも制御フレームである。

これら３種類のフレームは、物理層で必要に応じた処理を経て物理パケットとしてアンテナを経由して送出される。なお、ＩＥＥＥ８０２．１１規格（前述のＩＥＥＥ Ｓｔｄ
８０２．１１ａｃ−２０１３などの拡張規格を含む）では接続確立の手順の１つとしてアソシエーション（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）プロセスがあるが、その中で使われるＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ＲｅｑｕｅｓｔフレームとＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅフレームが管理フレームであり、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ＲｅｑｕｅｓｔフレームやＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅフレームはユニキャストの管理フレームであることから、受信側無線通信端末に応答フレームであるＡＣＫフレームの送信を要求し、このＡＣＫフレームは上述のように制御フレームである。

［２］無線通信装置間の接続切断の手法
接続の切断（リリース）には、明示的な手法と暗示的な手法とがある。明示的な手法としては、接続を確立している無線通信装置間のいずれか一方が切断のためのフレームを送信する。ＩＥＥＥ８０２．１１規格ではＤｅａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎフレームがこれに当たり、管理フレームに分類される。通常、接続を切断するフレームを送信する側の無線通信装置では当該フレームを送信した時点で、接続を切断するフレームを受信する側の無線通信装置では当該フレームを受信した時点で、接続の切断と判定する。その後、非基地局の無線通信端末であれば通信フェーズでの初期状態、例えば接続するＢＳＳ探索する状態に戻る。無線通信基地局がある無線通信端末との間の接続を切断した場合には、例えば無線通信基地局が自ＢＳＳに加入する無線通信端末を管理する接続管理テーブルを持っているならば当該接続管理テーブルから当該無線通信端末に係る情報を削除する。例えば、無線通信基地局が自ＢＳＳに加入する各無線通信端末に接続をアソシエーションプロセスで許可した段階で、ＡＩＤを割り当てる場合には、当該接続を切断した無線通信端末のＡＩＤに関連づけられた保持情報を削除し、当該ＡＩＤに関してはリリースして他の新規加入する無線通信端末に割り当てられるようにしてもよい。

一方、暗示的な手法としては、接続を確立した接続相手の無線通信装置から一定期間フレーム送信（データフレーム及び管理フレームの送信、あるいは自装置が送信したフレームへの応答フレームの送信）を検知しなかった場合に、接続状態の切断の判定を行う。このような手法があるのは、上述のように接続の切断を判定するような状況では、接続先の無線通信装置と通信距離が離れて無線信号が受信不可あるいは復号不可になるなど物理的な無線リンクが確保できない状態が考えられるからである。すなわち、接続を切断するフレームの受信を期待できないからである。

暗示的な方法で接続の切断を判定する具体例としては、タイマーを使用する。例えば、送達確認応答フレームを要求するデータフレームを送信する際、当該フレームの再送期間を制限する第１のタイマー（例えばデータフレーム用の再送タイマー）を起動し、第１のタイマーが切れるまで（つまり所望の再送期間が経過するまで）当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行う。当該フレームへの送達確認応答フレームを受信すると第１のタイマーは止められる。

一方、送達確認応答フレームを受信せず第１のタイマーが切れると、例えば接続相手の無線通信装置がまだ（通信レンジ内に）存在するか（言い換えれば、無線リンクが確保できているか）を確認するための管理フレームを送信し、それと同時に当該フレームの再送期間を制限する第２のタイマー（例えば管理フレーム用の再送タイマー）を起動する。第１のタイマーと同様、第２のタイマーでも、第２のタイマーが切れるまで当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行い、第２のタイマーが切れると接続が切断されたと判定する。接続が切断されたと判定した段階で、前記接続を切断するフレームを送信するようにしてもよい。

あるいは、接続相手の無線通信装置からフレームを受信すると第３のタイマーを起動し、新たに接続相手の無線通信装置からフレームを受信するたびに第３のタイマーを止め、再び初期値から起動する。第３のタイマーが切れると前述と同様に接続相手の無線通信装置がまだ（通信レンジ内に）存在するか（言い換えれば、無線リンクが確保できているか）を確認するための管理フレームを送信し、それと同時に当該フレームの再送期間を制限する第２のタイマー（例えば管理フレーム用の再送タイマー）を起動する。この場合も、第２のタイマーが切れるまで当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行い、第２のタイマーが切れると接続が切断されたと判定する。この場合も、接続が切断されたと判定した段階で、前記接続を切断するフレームを送信するようにしてもよい。
後者の、接続相手の無線通信装置がまだ存在するかを確認するための管理フレームは、前者の場合の管理フレームとは異なるものであってもよい。また後者の場合の管理フレームの再送を制限するためのタイマーは、ここでは第２のタイマーとして前者の場合と同じものを用いたが、異なるタイマーを用いるようにしてもよい。

［３］無線ＬＡＮシステムのアクセス方式
例えば、複数の無線通信装置と通信または競合することを想定した無線ＬＡＮシステムがある。ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮではＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃａｒｒｉｅｒ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）をアクセス方式の基本としている。ある無線通信装置の送信を把握し、その送信終了から固定時間を置いて送信を行う方式では、その無線通信装置の送信を把握した複数の無線通信装置で同時に送信を行うことになり、その結果、無線信号が衝突してフレーム送信に失敗する。ある無線通信装置の送信を把握し、その送信終了からランダム時間待つことで、その無線通信装置の送信を把握した複数の無線通信装置での送信が確率的に分散することになる。よって、ランダム時間の中で最も早い時間を引いた無線通信装置が１つなら無線通信装置のフレーム送信は成功し、フレームの衝突を防ぐことができる。ランダム値に基づき送信権の獲得が複数の無線通信装置間で公平になることから、Ｃａｒｒｉｅｒ Ａｖｏｉｄａｎｃｅを採用した方式は、複数の無線通信装置間で無線媒体を共有するために適した方式であるということができる。

［４］無線ＬＡＮのフレーム間隔
ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮのフレーム間隔について説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮで用いられるフレーム間隔は、ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ（ＤＩＦＳ）、ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ（ＡＩＦＳ）、ｐｏｉｎｔ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ（ＰＩＦＳ）、ｓｈｏｒｔ ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ（ＳＩＦＳ）、ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ（ＥＩＦＳ）、ｒｅｄｕｃｅｄ ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ（ＲＩＦＳ）などがある。

フレーム間隔の定義は、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮでは送信前にキャリアセンスアイドルを確認して開けるべき連続期間として定義されており、厳密な前のフレームからの期間は議論しない。従ってここでのＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムでの説明においてはその定義を踏襲する。ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮでは、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づくランダムアクセスの際に待つ時間を固定時間とランダム時間との和としており、固定時間を明確にするため、このような定義になっているといえる。

ＤＩＦＳとＡＩＦＳとは、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づき他の無線通信装置と競合するコンテンション期間にフレーム交換開始を試みるときに用いるフレーム間隔である。ＤＩＦＳは、トラヒック種別による優先権の区別がないとき、ＡＩＦＳはトラヒック種別（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ：ＴＩＤ）による優先権が設けられている場合に用いる。

ＤＩＦＳとＡＩＦＳとで係る動作としては類似しているため、以降では主にＡＩＦＳを用いて説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮでは、ＭＡＣ層でフレーム交換の開始などを含むアクセス制御を行う。さらに、上位層からデータを渡される際にＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）対応する場合には、データとともにトラヒック種別が通知され、トラヒック種別に基づいてデータはアクセス時の優先度のクラス分けがされる。このアクセス時のクラスをアクセスカテゴリ（Ａｃｃｅｓｓ Ｃａｔｅｇｏｒｙ：ＡＣ）と呼ぶ。従って、アクセスカテゴリごとにＡＩＦＳの値が設けられることになる。

ＰＩＦＳは、競合する他の無線通信装置よりも優先権を持つアクセスができるようにするためのフレーム間隔であり、ＤＩＦＳ及びＡＩＦＳのいずれの値よりも期間が短い。ＳＩＦＳは、応答系の制御フレームの送信時あるいは一旦アクセス権を獲得した後にバーストでフレーム交換を継続する場合に用いることができるフレーム間隔である。ＥＩＦＳはフレーム受信に失敗した（受信したフレームがエラーであると判定した）場合に起動されるフレーム間隔である。

ＲＩＦＳは一旦アクセス権を獲得した後にバーストで同一無線通信装置に複数のフレームを連続して送信する場合に用いることができるフレーム間隔であり、ＲＩＦＳを用いている間は送信相手の無線通信装置からの応答フレームを要求しない。

ここでＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮにおけるランダムアクセスに基づく競合期間のフレーム交換の一例を図１９に示す。

ある無線通信装置においてデータフレーム（Ｗ＿ＤＡＴＡ１）の送信要求が発生した際に、キャリアセンスの結果、媒体がビジーである（ｂｕｓｙ ｍｅｄｉｕｍ）と認識する場合を想定する。この場合、キャリアセンスがアイドルになった時点から固定時間のＡＩＦＳを空け、その後ランダム時間（ｒａｎｄｏｍ ｂａｃｋｏｆｆ）空いたところで、データフレームＷ＿ＤＡＴＡ１を通信相手に送信する。なお、キャリアセンスの結果、媒体がビジーではない、つまり媒体がアイドル（ｉｄｌｅ）であると認識した場合には、キャリアセンスを開始した時点から固定時間のＡＩＦＳを空けて、データフレームＷ＿ＤＡＴＡ１を通信相手に送信する。

ランダム時間は０から整数で与えられるコンテンションウィンドウ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｗｉｎｄｏｗ：ＣＷ）の間の一様分布から導かれる擬似ランダム整数にスロット時間をかけたものである。ここで、ＣＷにスロット時間をかけたものをＣＷ時間幅と呼ぶ。
ＣＷの初期値はＣＷｍｉｎで与えられ、再送するたびにＣＷの値はＣＷｍａｘになるまで増やされる。ＣＷｍｉｎとＣＷｍａｘとの両方とも、ＡＩＦＳと同様アクセスカテゴリごとの値を持つ。Ｗ＿ＤＡＴＡ１の送信先の無線通信装置では、データフレームの受信に成功し、かつ当該データフレームが応答フレームの送信を要求するフレームであるとそのデータフレームを内包する物理パケットの無線媒体上での占有終了時点からＳＩＦＳ時間後に応答フレーム（Ｗ＿ＡＣＫ１）を送信する。Ｗ＿ＤＡＴＡ１を送信した無線通信装置は、Ｗ＿ＡＣＫ１を受信すると送信バースト時間制限内であればまたＷ＿ＡＣＫ１を内包する物理パケットの無線媒体上での占有終了時点からＳＩＦＳ時間後に次のフレーム（例えばＷ＿ＤＡＴＡ２）を送信することができる。

ＡＩＦＳ、ＤＩＦＳ、ＰＩＦＳ及びＥＩＦＳは、ＳＩＦＳとスロット時間との関数になるが、ＳＩＦＳとスロット時間とは物理層ごとに規定されている。また、ＡＩＦＳ、ＣＷｍｉｎ及びＣＷｍａｘなどアクセスカテゴリごとに値が設けられるパラメータは、通信グループ（ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮではＢａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ（ＢＳＳ））ごとに設定可能であるが、デフォルト値が定められている。

例えば、８０２．１１ａｃの規格策定では、ＳＩＦＳは１６μｓ、スロット時間は９μｓであるとして、それによってＰＩＦＳは２５μｓ、ＤＩＦＳは３４μｓ、ＡＩＦＳにおいてアクセスカテゴリがＢＡＣＫＧＲＯＵＮＤ（ＡＣ＿ＢＫ）のフレーム間隔はデフォルト値が７９μｓ、ＢＥＳＴ ＥＦＦＯＲＴ（ＡＣ＿ＢＥ）のフレーム間隔はデフォルト値が４３μｓ、ＶＩＤＥＯ（ＡＣ＿ＶＩ）とＶＯＩＣＥ（ＡＣ＿ＶＯ）のフレーム間隔はデフォルト値が３４μｓ、ＣＷｍｉｎとＣＷｍａｘとのデフォルト値は、各々ＡＣ＿ＢＫとＡＣ＿ＢＥとでは３１と１０２３、ＡＣ＿ＶＩでは１５と３１、ＡＣ＿ＶＯでは７と１５になるとする。なお、ＥＩＦＳは、基本的にはＳＩＦＳとＤＩＦＳと最も低速な必須の物理レートで送信する場合の応答フレームの時間長の和である。なお効率的なＥＩＦＳの取り方ができる無線通信装置では、ＥＩＦＳを起動した物理パケットへの応答フレームを運ぶ物理パケットの占有時間長を推定し、ＳＩＦＳとＤＩＦＳとその推定時間の和とすることもできる。

本実施形態で用いられる用語は、広く解釈されるべきである。例えば用語“プロセッサ”は、汎用目的プロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、コントローラ、マイクロコントローラ、状態マシンなどを包含してもよい。状況によって、“プロセッサ”は、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）などを指してもよい。“プロセッサ”は、複数のマイクロプロセッサのような処理装置の組み合わせ、ＤＳＰおよびマイクロプロセッサの組み合わせ、ＤＳＰコアと協働する１つ以上のマイクロプロセッサを指してもよい。

別の例として、用語“メモリ”は、電子情報を格納可能な任意の電子部品を包含してもよい。“メモリ”は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、フラッシュメモリ、磁気または光学データストレージを指してもよく、これらはプロセッサによって読み出し可能である。プロセッサがメモリに対して情報を読み出しまたは書き込みまたはこれらの両方を行うならば、メモリはプロセッサと電気的に通信すると言うことができる。メモリは、プロセッサに統合されてもよく、この場合も、メモリは、プロセッサと電気的に通信していると言うことができる。また、回路は、単一チップに配置された複数の回路でもよいし、複数のチップまたは複数の装置に分散して配置された１つ以上の回路でもよい。
また本明細書において “ａ，ｂおよびｃの少なくとも１つ”は、ａ，ｂ，ｃ，ａ−ｂ， ａ−ｃ，ｂ−ｃ，ａ−ｂ−ｃの組み合わせだけでなく、ａ−ａ，ａ−ｂ−ｂ，ａ−ａ−ｂ−ｂ−ｃ−ｃなどの同じ要素の複数の組み合わせも含む表現である。また、ａ−ｂ−ｃ−ｄの組み合わせのように、ａ，ｂ，ｃ以外の要素を含む構成もカバーする表現である。

以下、原出願の特許出願時における特許請求の範囲の記載を付記する。
［項目１］
放射パターンを変更可能なアンテナを介して受信した信号を解析することにより、第１チャネルの干渉信号を検出する検出部と、
前記第１チャネルの干渉信号に基づいて、放射パターンの選択ポリシーを決定し、前記選択ポリシーに従って前記アンテナの放射パターンを変更する制御部と
を備えた無線通信装置。
［項目２］
前記検出部は、前記受信した信号を解析することにより、前記干渉信号の発生源が予め定めた種類の装置かを判断し、
前記制御部は、前記発生源が前記予め定めた種類の装置であると判断した場合、放射パターンの複数の選択ポリシーのうち第１ポリシーを選択し、前記予め定めた種類の装置でないと判断した場合、前記第１ポリシーと異なる第２ポリシーを選択する
項目１に記載の無線通信装置。
［項目３］
前記制御部は、第１の期間のうち前記干渉信号が検出された期間の長さの比が一定値以上かを判断し、前記比が前記一定値以上の場合に、放射パターンの複数の選択ポリシーのうち第１ポリシーを選択し、前記一定値未満の場合、前記第１ポリシーと異なる第２ポリシーを選択する
項目１に記載の無線通信装置。
［項目４］
前記第１ポリシーは、複数の放射パターンの中からランダムに前記放射パターンを選択することを定める
項目２ないし３のいずれか一項に記載の無線通信装置。
［項目５］
前記第１ポリシーは、前記第１チャネルにおける干渉源の方向に指向性を有する放射パターンを選択することを定める
項目２ないし３のいずれか一項に記載の無線通信装置。
［項目６］
前記第２ポリシーは、前記複数の放射パターンのそれぞれで行われた通信の履歴に基づき放射パターンを選択することを定める
項目２ないし５のいずれか一項に記載の無線通信装置。
［項目７］
前記第２ポリシーは、前記複数の放射パターンのそれぞれの通信品質を測定し、測定した通信品質に応じて放射パターンを選択することを定める
項目２ないし５のいずれか一項に記載の無線通信装置。
［項目８］
前記制御部は、キャリアセンスを行って無線媒体の状態を確認し、前記状態がアイドルの場合に送信が許可される通信方式に従って通信を制御し、
前記制御部は、前記第１ポリシーを選択した場合に、前記キャリアセンスで使用する受信判定用の閾値を高くする
項目２ないし７のいずれか一項に記載の無線通信装置。
［項目９］
前記アンテナの放射パターンの変更後、前記第１チャネルを介して、前記第１チャネルを第２チャネルに切り換えることを通知する第１情報を送信する通信部
を備えた項目１ないし８のいずれか一項に記載の無線通信装置。
［項目１０］
前記制御部は、前記第１情報の送信後、前記第１チャネルを前記第２チャネルに切り換える
項目９に記載の無線通信装置。
［項目１１］
前記アンテナを備えた項目１ないし１０のいずれか一項に記載の無線通信装置。
［項目１２］
放射パターンを変更可能な少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナに結合され、フレームを受信する受信部と、
前記アンテナに結合され、フレームを送信する送信部と、
前記受信部および前記送信部に結合された通信処理部と、
前記通信処理部に結合され、前記通信処理部へデータを送信し、別の装置からデータを受信する、ネットワーク処理部と、
前記ネットワーク処理部に結合され、第１データをキャッシュする、メモリと、
を備え、
前記通信処理部は、前記アンテナを介して受信した信号を解析することにより、第１チャネルの干渉信号を検出し、前記第１チャネルの干渉信号に基づいて、放射パターンの選択ポリシーを決定し、前記選択ポリシーに従って前記アンテナの放射パターンを変更し、 前記送信部は、変更された放射パターンの前記アンテナを介して、第１フレームを送信し、
前記第１フレームは、前記メモリにキャッシュされている前記第１データまたは前記第１データに基づく情報を含む
無線通信端末。
［項目１３］
放射パターンを変更可能なアンテナを介して受信した信号を解析することにより、第１チャネルの干渉信号を検出し、
前記第１チャネルの干渉信号に基づいて、放射パターンの選択ポリシーを決定し、前記選択ポリシーに従って前記アンテナの放射パターンを変更する
無線通信方法。

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

１：無線通信装置
２：通信装置
３：端末
１０：干渉検出部
１１：可変アンテナ部
１２：制御部
１４：記憶部
１５：通信部
１６：アンテナ切替部
１７：通信制御部
１００：信号検出部
１１０：信号認識部
１１１：分類器
１１２：データベース

Claims (3)

1. 放射パターンを変更可能なアンテナを介して受信した信号を解析することにより、前記受信した信号に含まれる干渉信号を検出し、前記干渉信号の発生源の種類を解析する、検出部と、
   前記発生源の種類に応じて、前記放射パターンを切り替える制御部と
   を備えた無線通信装置。
2. 放射パターンを変更可能な少なくとも１つのアンテナと、
   前記アンテナに結合され、フレームを受信する受信部と、
   前記アンテナに結合され、フレームを送信する送信部と、
   前記受信部および前記送信部に結合された通信処理部と、
   前記通信処理部に結合され、別の装置から第１データを受信する、ネットワーク処理部と、
   前記ネットワーク処理部に結合され、前記第１データをキャッシュする、メモリと、
   を備え、
   前記ネットワーク処理部は、前記メモリにキャッシュされた前記第１データを前記通信処理部へ送信し、
   前記通信処理部は、前記アンテナを介して受信した信号を解析することにより、前記受信した信号に含まれる干渉信号を検出し、前記干渉信号の発生源の種類を解析し、前記発生源の種類に応じて、前記放射パターンを切り替え、
   前記送信部は、切り替え後の放射パターンで前記アンテナを介して、第１フレームを送信し、
   前記第１フレームは、前記メモリにキャッシュされている前記第１データまたは前記第１データに基づく情報を含む
   無線通信端末。
3. 放射パターンを変更可能なアンテナを介して受信した信号を解析することにより、前記受信した信号に含まれる干渉信号を検出し、前記干渉信号の発生源の種類を解析し、
   前記発生源の種類に応じて、前記放射パターンを切り替える
   無線通信方法。

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