JPWO2005027555A1 - 無線パケット通信方法および無線パケット通信装置 - Google Patents
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Abstract
キャリアセンスによって空き状態と判定された複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信するか、または空き状態と判定された１つの無線チャネルを用いて空間分割多重方式により複数の無線パケットを並列送信するか、または両者を併用して複数の無線パケットを並列送信する無線パケット通信方法において、送信に必ず使用する必須チャネルを設定し、この必須チャネルが空き状態のときに限り必須チャネルを含む無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行う。すなわち、複数の無線パケットを並列送信する場合に、必須チャネルを含む無線チャネルを用いて送信を行うようにし、必須チャネルが空き状態でなければ送信を禁止する。
Description
本発明は、複数の無線チャネルまたは空間分割多重方式を利用して複数の無線パケットを並列に送受信する無線パケット通信方法および無線パケット通信装置に関する。
従来の無線パケット通信装置では、使用する無線チャネルを事前に１つだけ決めておき、データパケットの送信に先立って当該無線チャネルが空き状態か否かを検出（キャリアセンス）し、当該無線チャネルが空き状態の場合にのみ１つのデータパケットを送信していた。このような制御により、１つの無線チャネルを複数の無線局で互いに時間をずらして共用することができた（（１）ＩＥＥＥ８０２．１１″ＭＡＣ ａｎｄ ＰＨＹ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ″，ＩＥＥＥ ８０２．１１，１９９８、（２）小電力データ通信システム／広帯域移動アクセスシステム（ＣＳＭＡ）標準規格、ＡＲＩＢ ＳＤＴ−Ｔ７１ １．０版、（社）電波産業会、平成１２年策定）。
これに対して、キャリアセンスの際に複数の無線チャネルが空き状態であれば、その複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信する無線パケット通信方法がある。以下、この手法の概要について、図１３，図１４を参照して説明する。
図１３（１）は、３個の無線パケットに対して、空き状態の無線チャネルが２個ある場合であり、２個の無線チャネルを用いて３個のうちの２個の無線パケットを並列送信する。図１３（２）は、２個の無線パケットに対して、空き状態の無線チャネルが３個ある場合であり、２個の無線チャネルを用いて全て（２個）の無線パケットを並列送信する。
図１４は、公知の空間分割多重技術（黒崎 外、ＭＩＭＯチャネルにより１００Ｍｂｉｔ／ｓを実現する広帯域移動通信用ＳＤＭ−ＣＯＦＤＭ方式の提案、電子情報通信学会技術研究報告、Ａ・Ｐ２００１−９６，ＲＣＳ２００１−１３５（２００１−１０））を併用する場合である。空間分割多重は、複数のアンテナから同じ無線チャネルで同時に異なる無線パケットを送信し、対向する無線局の複数のアンテナに受信された各無線パケットの伝搬係数の違いに対応するディジタル信号処理により、同じ無線チャネルで同時に送信された複数の無線パケットを分離する方式である。なお、伝搬係数等に応じて空間分割多重数が決定される。
図１４（１）は、各無線チャネルの空間分割多重数を２としたときに、７個の無線パケットに対して、空き状態の無線チャネルが３個ある場合である。各無線チャネルごとに空間分割多重を併用することにより最大６個の無線パケットの並列伝送が可能であるので、３個の無線チャネルを用いて７個のうちの６個の無線パケットを並列送信する。
図１４（２），（３）は、各無線チャネルの空間分割多重数を２としたときに、４個の無線パケットに対して、空き状態の無線チャネルが３個ある場合である。各無線チャネルごとに空間分割多重を併用することにより最大６個の無線パケットの並列伝送が可能であるが、送信待ちの無線パケットは４個であるので、一部の無線チャネルについて空間分割多重を併用する。例えば、図１４（２）に示すように、１個の無線チャネルは空間分割多重で２個の無線パケットを送信し、残りの２個の無線チャネルは空間分割多重を用いずにそれぞれ１個の無線パケットを送信し、全体で３個の無線チャネルを用いて４個の無線パケットを並列送信する。また、図１４（３）に示すように、２個の無線チャネルでそれぞれ空間分割多重を併用し、全体で４個の無線パケットを並列送信する。
ところで、同時に使用する複数の無線チャネルの中心周波数が互いに近接している場合には、一方の無線チャネルから他方の無線チャネルが使用している周波数領域へ漏れ出す漏洩電力の影響が大きくなる。一般に、無線パケットを伝送する場合には、送信側の無線局が無線パケットを送信した後に、受信側の無線局が受信した無線パケットに対して送達確認パケット（Ａｃｋ）を送信側の無線局へ返送する。送信側の無線局がこの送達確認パケットを受信しようとするときに、並列送信に使用している他の無線チャネルからの漏洩電力の影響が問題となる。
例えば、図１５に示すように、無線チャネル＃１と無線チャネル＃２の中心周波数が互いに近接し、各無線チャネルから並列送信する無線パケットの送信所要時間が異なる場合を想定する。ここでは、無線チャネル＃１から送信された無線パケットが短いので、それに対する送達確認パケット（Ａｃｋ１）が受信されるときに無線チャネル＃２は送信中である。そのため、無線チャネル＃１では、無線チャネル＃２からの漏洩電力により送達確認パケット（Ａｃｋ１）を受信できない可能性がある。このような状況では、同時に複数の無線チャネルを利用して並列送信を行ったとしてもスループットの改善は見込めない。
例えば無線ＬＡＮシステムなどでは、ネットワークから入力するデータフレームのデータサイズは一定ではない。したがって、入力するデータフレームを順次に無線パケットに変換して送信する場合には、各無線パケットのパケット長も変化する。そのため、図１５に示すように複数の無線パケットを同時に並列送信したとしても、各無線パケットの送信所要時間に違いが生じ、送達確認パケットの受信に失敗する可能性が高くなる。
このような問題に対して、並列送信する複数の無線パケットのパケット長（無線パケットの送信に必要な時間）を同一または同等とすることにより、複数の無線パケットの送信を同時またはほぼ同時に終了させる方法がある。これにより、複数の無線パケットのそれぞれに対する送達確認パケットが到着するタイミングでは、送信局は送信を行っていないので、無線チャネル間の漏洩電力などの影響を受けることなく、すべての送達確認パケットを受信することができ、スループットの改善に寄与することができる。
しかし、並列送信する複数の無線パケットのパケット長を同一にしても、漏洩電力の影響が問題になる場合がある。以下、図１６を参照して説明する。
タイミングｔ１では、送信局の無線チャネル＃１，＃２が空き状態であり、無線チャネル＃３がビジー状態にあるものとする。そのため、空き状態の無線チャネル＃１，＃２を用いて同一のパケット長の無線パケットを並列送信する。これにより、無線チャネル＃１，＃２間では互いの漏洩電力の影響は回避できる。しかし、この無線パケットの送信中（ｔ２）に無線チャネル＃３が空き状態になると、他の無線局では無線チャネル＃３を空き状態と判断し、この無線チャネル＃３を用いて当該送信局宛てに無線パケットを送信することがある。しかし、送信局では無線チャネル＃１，＃２を用いて無線パケットの送信中であり、その漏洩電力のために無線チャネル＃３の無線パケットを受信することができない。すなわち、送信中の無線局は、送信チャネルの近隣の無線チャネルで送られた無線パケットを受信することができない。なお、この問題は複数の無線チャネルを用いた並列送信の場合に限らず、従来の１つの無線チャネルを用いて送信し、漏洩電力の影響を受ける近隣の無線チャネルで受信する場合でも発生する。
本発明の目的は、近隣チャネルへの漏れこみの影響を回避し、並列送信によるスループットの向上を図るところにある。
これに対して、キャリアセンスの際に複数の無線チャネルが空き状態であれば、その複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信する無線パケット通信方法がある。以下、この手法の概要について、図１３，図１４を参照して説明する。
図１３（１）は、３個の無線パケットに対して、空き状態の無線チャネルが２個ある場合であり、２個の無線チャネルを用いて３個のうちの２個の無線パケットを並列送信する。図１３（２）は、２個の無線パケットに対して、空き状態の無線チャネルが３個ある場合であり、２個の無線チャネルを用いて全て（２個）の無線パケットを並列送信する。
図１４は、公知の空間分割多重技術（黒崎 外、ＭＩＭＯチャネルにより１００Ｍｂｉｔ／ｓを実現する広帯域移動通信用ＳＤＭ−ＣＯＦＤＭ方式の提案、電子情報通信学会技術研究報告、Ａ・Ｐ２００１−９６，ＲＣＳ２００１−１３５（２００１−１０））を併用する場合である。空間分割多重は、複数のアンテナから同じ無線チャネルで同時に異なる無線パケットを送信し、対向する無線局の複数のアンテナに受信された各無線パケットの伝搬係数の違いに対応するディジタル信号処理により、同じ無線チャネルで同時に送信された複数の無線パケットを分離する方式である。なお、伝搬係数等に応じて空間分割多重数が決定される。
図１４（１）は、各無線チャネルの空間分割多重数を２としたときに、７個の無線パケットに対して、空き状態の無線チャネルが３個ある場合である。各無線チャネルごとに空間分割多重を併用することにより最大６個の無線パケットの並列伝送が可能であるので、３個の無線チャネルを用いて７個のうちの６個の無線パケットを並列送信する。
図１４（２），（３）は、各無線チャネルの空間分割多重数を２としたときに、４個の無線パケットに対して、空き状態の無線チャネルが３個ある場合である。各無線チャネルごとに空間分割多重を併用することにより最大６個の無線パケットの並列伝送が可能であるが、送信待ちの無線パケットは４個であるので、一部の無線チャネルについて空間分割多重を併用する。例えば、図１４（２）に示すように、１個の無線チャネルは空間分割多重で２個の無線パケットを送信し、残りの２個の無線チャネルは空間分割多重を用いずにそれぞれ１個の無線パケットを送信し、全体で３個の無線チャネルを用いて４個の無線パケットを並列送信する。また、図１４（３）に示すように、２個の無線チャネルでそれぞれ空間分割多重を併用し、全体で４個の無線パケットを並列送信する。
ところで、同時に使用する複数の無線チャネルの中心周波数が互いに近接している場合には、一方の無線チャネルから他方の無線チャネルが使用している周波数領域へ漏れ出す漏洩電力の影響が大きくなる。一般に、無線パケットを伝送する場合には、送信側の無線局が無線パケットを送信した後に、受信側の無線局が受信した無線パケットに対して送達確認パケット（Ａｃｋ）を送信側の無線局へ返送する。送信側の無線局がこの送達確認パケットを受信しようとするときに、並列送信に使用している他の無線チャネルからの漏洩電力の影響が問題となる。
例えば、図１５に示すように、無線チャネル＃１と無線チャネル＃２の中心周波数が互いに近接し、各無線チャネルから並列送信する無線パケットの送信所要時間が異なる場合を想定する。ここでは、無線チャネル＃１から送信された無線パケットが短いので、それに対する送達確認パケット（Ａｃｋ１）が受信されるときに無線チャネル＃２は送信中である。そのため、無線チャネル＃１では、無線チャネル＃２からの漏洩電力により送達確認パケット（Ａｃｋ１）を受信できない可能性がある。このような状況では、同時に複数の無線チャネルを利用して並列送信を行ったとしてもスループットの改善は見込めない。
例えば無線ＬＡＮシステムなどでは、ネットワークから入力するデータフレームのデータサイズは一定ではない。したがって、入力するデータフレームを順次に無線パケットに変換して送信する場合には、各無線パケットのパケット長も変化する。そのため、図１５に示すように複数の無線パケットを同時に並列送信したとしても、各無線パケットの送信所要時間に違いが生じ、送達確認パケットの受信に失敗する可能性が高くなる。
このような問題に対して、並列送信する複数の無線パケットのパケット長（無線パケットの送信に必要な時間）を同一または同等とすることにより、複数の無線パケットの送信を同時またはほぼ同時に終了させる方法がある。これにより、複数の無線パケットのそれぞれに対する送達確認パケットが到着するタイミングでは、送信局は送信を行っていないので、無線チャネル間の漏洩電力などの影響を受けることなく、すべての送達確認パケットを受信することができ、スループットの改善に寄与することができる。
しかし、並列送信する複数の無線パケットのパケット長を同一にしても、漏洩電力の影響が問題になる場合がある。以下、図１６を参照して説明する。
タイミングｔ１では、送信局の無線チャネル＃１，＃２が空き状態であり、無線チャネル＃３がビジー状態にあるものとする。そのため、空き状態の無線チャネル＃１，＃２を用いて同一のパケット長の無線パケットを並列送信する。これにより、無線チャネル＃１，＃２間では互いの漏洩電力の影響は回避できる。しかし、この無線パケットの送信中（ｔ２）に無線チャネル＃３が空き状態になると、他の無線局では無線チャネル＃３を空き状態と判断し、この無線チャネル＃３を用いて当該送信局宛てに無線パケットを送信することがある。しかし、送信局では無線チャネル＃１，＃２を用いて無線パケットの送信中であり、その漏洩電力のために無線チャネル＃３の無線パケットを受信することができない。すなわち、送信中の無線局は、送信チャネルの近隣の無線チャネルで送られた無線パケットを受信することができない。なお、この問題は複数の無線チャネルを用いた並列送信の場合に限らず、従来の１つの無線チャネルを用いて送信し、漏洩電力の影響を受ける近隣の無線チャネルで受信する場合でも発生する。
本発明の目的は、近隣チャネルへの漏れこみの影響を回避し、並列送信によるスループットの向上を図るところにある。
請求の範囲１の発明は、キャリアセンスによって空き状態と判定された複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信するか、または空き状態と判定された１つの無線チャネルを用いて空間分割多重方式により複数の無線パケットを並列送信するか、または両者を併用して複数の無線パケットを並列送信する無線パケット通信方法において、送信に必ず使用する必須チャネルを設定し、この必須チャネルが空き状態のときに限り必須チャネルを含む無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行う。
すなわち、複数の無線パケットを並列送信する場合に、必須チャネルを含む無線チャネルを用いて送信を行うようにし、必須チャネルが空き状態でなければ送信を禁止する。なお、送信する際には必須チャネルを含み、必須チャネルがビジー状態であれば他の無線チャネルが空き状態であっても送信を禁止する必須チャネルについては、複数の優先順位が設定された無線チャネルにおいて最高の優先順位が設定された無線チャネルとみることもできる。
請求の範囲２の発明は、キャリアセンスによって空き状態と判定された複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信するか、または空き状態と判定された１つの無線チャネルを用いて空間分割多重方式により複数の無線パケットを並列送信するか、または両者を併用して複数の無線パケットを並列送信する無線パケット通信方法において、送信に必ず使用する必須チャネルが設定される無線局Ａと必須チャネルが設定されない無線局Ｂに区別し、無線局Ａを宛先とする無線パケットの場合には、必須チャネルが空き状態のときに限り必須チャネルを含む無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行い、無線局Ｂを宛先とする無線パケットの場合には、空き状態の無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行う。
無線局Ａについては、請求の範囲１の発明と同様の機能を有し、必須チャネルの設定がなされていない無線局Ｂについては、必須チャネルがビジー状態であってもその無線局間の送信を可能にする。
請求の範囲３の発明は、請求の範囲１または請求の範囲２において、並列送信される複数の無線パケットは、パケットサイズまたは伝送所要時間に相当するパケット長が互いに同一または同等に設定される。
請求の範囲４の発明は、請求の範囲１または請求の範囲２において、データ数や伝搬環境に応じた空間分割多重数に応じて、複数の無線チャネルを用いる並列送信か空間分割多重方式を用いる並列送信かを選択する。
請求の範囲５の発明は、キャリアセンスによって空き状態と判定された複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信するか、または空き状態と判定された１つの無線チャネルを用いて空間分割多重方式により複数の無線パケットを並列送信するか、または両者を併用して複数の無線パケットを並列送信する無線パケット通信装置において、送信に必ず使用する必須チャネルを設定し、この必須チャネルが空き状態のときに限り必須チャネルを含む無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行う手段を備える。
請求の範囲６の発明は、キャリアセンスによって空き状態と判定された複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信するか、または空き状態と判定された１つの無線チャネルを用いて空間分割多重方式により複数の無線パケットを並列送信するか、または両者を併用して複数の無線パケットを並列送信する無線パケット通信装置において、送信に必ず使用する必須チャネルが設定される無線局Ａと必須チャネルが設定されない無線局Ｂに区別し、無線パケットの宛先を検出し、無線局Ａを宛先とする無線パケットの場合には、必須チャネルが空き状態のときに限り必須チャネルを含む無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行い、無線局Ｂを宛先とする無線パケットの場合には、空き状態の無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行う手段を備える。
請求の範囲７の発明は、請求の範囲５または請求の範囲６において、並列送信される複数の無線パケットは、パケットサイズまたは伝送所要時間に相当するパケット長が互いに同一または同等に設定される。
請求の範囲８の発明は、請求の範囲５または請求の範囲６において、データ数や伝搬環境に応じた空間分割多重数に応じて、複数の無線チャネルを用いる並列送信か空間分割多重方式を用いる並列送信かを選択する。
すなわち、複数の無線パケットを並列送信する場合に、必須チャネルを含む無線チャネルを用いて送信を行うようにし、必須チャネルが空き状態でなければ送信を禁止する。なお、送信する際には必須チャネルを含み、必須チャネルがビジー状態であれば他の無線チャネルが空き状態であっても送信を禁止する必須チャネルについては、複数の優先順位が設定された無線チャネルにおいて最高の優先順位が設定された無線チャネルとみることもできる。
請求の範囲２の発明は、キャリアセンスによって空き状態と判定された複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信するか、または空き状態と判定された１つの無線チャネルを用いて空間分割多重方式により複数の無線パケットを並列送信するか、または両者を併用して複数の無線パケットを並列送信する無線パケット通信方法において、送信に必ず使用する必須チャネルが設定される無線局Ａと必須チャネルが設定されない無線局Ｂに区別し、無線局Ａを宛先とする無線パケットの場合には、必須チャネルが空き状態のときに限り必須チャネルを含む無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行い、無線局Ｂを宛先とする無線パケットの場合には、空き状態の無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行う。
無線局Ａについては、請求の範囲１の発明と同様の機能を有し、必須チャネルの設定がなされていない無線局Ｂについては、必須チャネルがビジー状態であってもその無線局間の送信を可能にする。
請求の範囲３の発明は、請求の範囲１または請求の範囲２において、並列送信される複数の無線パケットは、パケットサイズまたは伝送所要時間に相当するパケット長が互いに同一または同等に設定される。
請求の範囲４の発明は、請求の範囲１または請求の範囲２において、データ数や伝搬環境に応じた空間分割多重数に応じて、複数の無線チャネルを用いる並列送信か空間分割多重方式を用いる並列送信かを選択する。
請求の範囲５の発明は、キャリアセンスによって空き状態と判定された複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信するか、または空き状態と判定された１つの無線チャネルを用いて空間分割多重方式により複数の無線パケットを並列送信するか、または両者を併用して複数の無線パケットを並列送信する無線パケット通信装置において、送信に必ず使用する必須チャネルを設定し、この必須チャネルが空き状態のときに限り必須チャネルを含む無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行う手段を備える。
請求の範囲６の発明は、キャリアセンスによって空き状態と判定された複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信するか、または空き状態と判定された１つの無線チャネルを用いて空間分割多重方式により複数の無線パケットを並列送信するか、または両者を併用して複数の無線パケットを並列送信する無線パケット通信装置において、送信に必ず使用する必須チャネルが設定される無線局Ａと必須チャネルが設定されない無線局Ｂに区別し、無線パケットの宛先を検出し、無線局Ａを宛先とする無線パケットの場合には、必須チャネルが空き状態のときに限り必須チャネルを含む無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行い、無線局Ｂを宛先とする無線パケットの場合には、空き状態の無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行う手段を備える。
請求の範囲７の発明は、請求の範囲５または請求の範囲６において、並列送信される複数の無線パケットは、パケットサイズまたは伝送所要時間に相当するパケット長が互いに同一または同等に設定される。
請求の範囲８の発明は、請求の範囲５または請求の範囲６において、データ数や伝搬環境に応じた空間分割多重数に応じて、複数の無線チャネルを用いる並列送信か空間分割多重方式を用いる並列送信かを選択する。
図１は、本発明の第１の実施形態を示すフローチャートである。
図２は、本発明の第１の実施形態の動作例を示すタイムチャートである。
図３は、データパケットの再構成の方法を説明する図である。
図４は、本発明の第２の実施形態を示すフローチャートである。
図５は、本発明の第２の実施形態の動作例を示すタイムチャートである。
図６は、本発明の第３の実施形態を示すフローチャートである。
図７は、本発明の第４の実施形態を示すフローチャートである。
図８は、本発明の第５の実施形態を示すフローチャートである。
図９は、本発明の第６の実施形態を示すフローチャートである。
図１０は、本発明の第７の実施形態を示すフローチャートである。
図１１は、本発明の第８の実施形態を示すフローチャートである。
図１２は、本発明の無線パケット通信装置の実施形態を示すブロック図である。
図１３は、複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信する方法を説明する図である。
図１４は、複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信する方法（空間分割多重を併用）を説明する図である。
図１５は、無線チャネルの漏洩電力の影響を説明する図である。
図１６は、並列送信する無線パケットのパケット長を同一にしても漏洩電力の影響が問題になる場合を説明する図である。
図１７は、本発明の無線パケット通信装置で用いる無線パケットの構成を示す図である。
図２は、本発明の第１の実施形態の動作例を示すタイムチャートである。
図３は、データパケットの再構成の方法を説明する図である。
図４は、本発明の第２の実施形態を示すフローチャートである。
図５は、本発明の第２の実施形態の動作例を示すタイムチャートである。
図６は、本発明の第３の実施形態を示すフローチャートである。
図７は、本発明の第４の実施形態を示すフローチャートである。
図８は、本発明の第５の実施形態を示すフローチャートである。
図９は、本発明の第６の実施形態を示すフローチャートである。
図１０は、本発明の第７の実施形態を示すフローチャートである。
図１１は、本発明の第８の実施形態を示すフローチャートである。
図１２は、本発明の無線パケット通信装置の実施形態を示すブロック図である。
図１３は、複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信する方法を説明する図である。
図１４は、複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信する方法（空間分割多重を併用）を説明する図である。
図１５は、無線チャネルの漏洩電力の影響を説明する図である。
図１６は、並列送信する無線パケットのパケット長を同一にしても漏洩電力の影響が問題になる場合を説明する図である。
図１７は、本発明の無線パケット通信装置で用いる無線パケットの構成を示す図である。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の無線パケット通信方法の第１の実施形態のフローチャートを示す。図２は、本発明の無線パケット通信方法の第１の実施形態のタイムチャートを示す。ここでは、無線チャネル＃１，＃２，＃３が用意され、各無線局に一律に必須チャネルとして無線チャネル＃１が設定されているものとする。必須チャネルは、各無線局に対して定期的に報知され、各無線局は必須チャネルがビジー状態の場合には、仮に他の無線チャネルが空き状態であっても送信は行わないものとし、すべての送信が禁止される。また、無線チャネル＃１，＃２，＃３は、互いに漏れこみを生じさせる関係にあり、１つの無線チャネルが送信中であれば他の無線チャネルで受信できないものとする。
まず、送信バッファにデータが蓄積されると、キャリアセンスによって空き状態の無線チャネルを検索する（Ｓ１，Ｓ２）。ここでは、送信データ生起（１）のタイミングにおいて無線チャネル＃３がビジー状態であり、無線チャネル＃１および無線チャネル＃２が空き状態として検索される。次に、必須チャネルが空き状態か否かを判断し（Ｓ３）、必須チャネルがビジー状態であれば空き状態の無線チャネルの検索に戻る。一方、必須チャネルが空き状態であれば、空きチャネル数と送信待ちのデータパケット数に応じて、各無線チャネルごとに同一のパケット長になるように再構成して（並列）送信する（Ｓ４）。ここでは、必須チャネルである無線チャネル＃１が空き状態であるので、無線チャネル＃２を含む２チャネルによって無線パケットの並列送信が行われる。
データパケットの再構成の方法としては、次の３つの方法がある。例えばデータパケットが１つで空きチャネル数が２つの場合には、図３（１）に示すようにデータパケットを分割することにより、同一パケット長の２つのデータパケットを生成する。またデータパケットが３つで空きチャネル数が２つの場合には、図３（２）に示すように、例えばデータパケット２を分割してそれぞれデータパケット１およびデータパケット３と結合することにより、同一パケット長の２つのデータパケットを生成する。あるいは、３つのデータパケットを連結してから２分割しても同様である。また、図３（３）に示すように、データパケット１とデータパケット２を連結し、データパケット３にダミービットを付加し、同一パケット長の２つのデータパケットを生成する。また、複数の無線チャネルを使用する際に各無線チャネルの伝送速度が異なる場合には、各データパケットのサイズ比を伝送速度比に対応させてパケット長が同じになるように調整する。
なお、他の無線局では無線チャネル＃３が空き状態になっても、必須チャネルである無線チャネル＃１がビジー状態であるので、送信は禁止される。一方、送信データ生起（２）のタイミングでは、必須チャネルである無線チャネル＃１を含むすべての無線チャネルが空き状態となるので、各無線局は送信可能状態となる。例えば、送信データ生起（１）のタイミングで無線パケットを送信した送信局に対して他の無線局が無線パケットを送信したい場合には、送信データ生起（２）のタイミングで行われる。
［第２の実施形態］
図４は、本発明の無線パケット通信方法の第２の実施形態のフローチャートを示す。図５は、本発明の無線パケット通信方法の第２の実施形態のタイムチャートを示す。ここでは、必須チャネルが設定される無線局Ａと、必須チャネルが設定されない無線局Ｂが存在し、無線局Ｂを宛先とする送信の場合には特に制限はなく、無線局Ａを宛先とする送信の場合には必須チャネルが空き状態のときに限り送信可能とし、必須チャネルがビジー状態であれば他の無線チャネルが空き状態であっても送信は禁止されるものとする。なお、第１の実施形態の場合には、すべての無線局に一律に必須チャネルが設定されているので、無線パケットの宛先を考慮することなく、送信する際には必ず必須チャネルを含む制御になっている。
まず、送信バッファにデータが蓄積されると、キャリアセンスによって空き状態の無線チャネルを検索する（Ｓ１，Ｓ２）。ここでは、送信データ生起（１）のタイミングにおいて無線チャネル＃３がビジー状態であり、無線チャネル＃１および無線チャネル＃２が空き状態として検索される。次に、送信バッファに到着した１つのデータパケットの宛先を解読し（Ｓ１１）、その宛先となる無線局に必須チャネルが設定されているか否かを判断する（Ｓ１２）。宛先の無線局に必須チャネルが設定されていれば、その必須チャネルが空き状態か否かを判断し（Ｓ１３）、必須チャネルが空き状態であれば、空きチャネル数と送信待ちのデータパケット数に応じて、各無線チャネルごとに同一のパケット長になるように再構成して（並列）送信する（Ｓ４）。ここでは、無線局Ａ宛ての無線パケットについて、必須チャネルである無線チャネル＃１が空き状態であるので、無線チャネル＃２を含む２チャネルによって無線パケットの並列送信が行われる。
一方、Ｓ１２において、宛先の無線局に必須チャネルが設定されていなければ、必須チャネルの空き状態を考慮することなく、空きチャネル数と送信待ちのデータパケット数に応じて各無線チャネルごとに同一のパケット長になるように再構成して（並列）送信する（Ｓ４）。また、Ｓ１３において、必須チャネルが空き状態でなければ、必須チャネルが設定されている無線局Ａ宛ての無線パケットの送信はできないので、送信バッファに他のデータパケットがあるか否かを判断し（Ｓ１４）、他のデータパケットがあればＳ１１の宛先解読に戻り、他のデータパケットがなければＳ２の空き状態の無線チャネルの検索を行う。
ここでは、無線チャネル＃３が空き状態となったときに、無線チャネル＃３を用いて必須チャネルが設定されていない無線局Ｂ宛ての無線パケットの送信が可能となる。一方、無線チャネル＃３による無線局Ａ宛ての無線パケットの送信は、無線チャネル＃１がビジー状態であるので禁止され、無線チャネル＃１が空き状態になるまで待たされる。
なお、送信データ生起（２）のタイミングでは無線チャネル＃１，＃２が空き状態となるので、必須チャネルが設定されている無線局Ａ宛ての無線パケット、あるいは必須チャネルが設定されていない無線局Ｂ宛ての無線パケットのいずれでも、それらの無線チャネルを用いて送信が可能となる。
［第３の実施形態］
図６は、本発明の無線パケット通信方法の第３の実施形態のフローチャートを示す。本実施形態の特徴は、第１の実施形態において無線パケットの並列送信に空間分割多重方式を併用するところにある。第１の実施形態におけるＳ４で無線パケットを再構成する際に、空きチャネルの各空間分割多重数の総和に相当する並列送信数に対して、それぞれ同一のパケット長になるように再構成する（Ｓ５）。その他は第１の実施形態と同様である。
［第４の実施形態］
図７は、本発明の無線パケット通信方法の第４の実施形態のフローチャートを示す。本実施形態の特徴は、無線パケットの並列送信に空間分割多重方式を併用する場合に、第３の実施形態におけるＳ５で空きチャネルの各空間分割多重数の総和に相当する並列送信数に対してそれぞれ同一のパケット長になるように再構成する前に、伝搬係数よりアンテナ相関を求め、予め定めた閾値により１チャネルに重複可能な空間分割多重数を求めるところにある（Ｓ６）。その他は第３の実施形態と同様である。
［第５の実施形態］
図８は、本発明の無線パケット通信方法の第５の実施形態のフローチャートを示す。本実施形態の特徴は、第１の実施形態に示すように複数の無線チャネルを用いて並列送信を行うか、第３の実施形態に示す空間分割多重方式を用いて並列送信を行うか、送信バッファに蓄積されたデータ数や第４の実施形態で示した伝搬環境に応じた空間分割多重数に応じて選択するところにある（Ｓ７）。この選択に応じて、空きチャネル数または空間分割多重数に対してそれぞれ同一のパケット長になるように再構成して並列送信する（Ｓ４，Ｓ８）。その他は第１の実施形態と同様である。
［第６の実施形態］
図９は、本発明の無線パケット通信方法の第６の実施形態のフローチャートを示す。本実施形態の特徴は、第２の実施形態において無線パケットの並列送信に空間分割多重方式を併用するところにある。第２の実施形態におけるＳ４で無線パケットを再構成する際に、空きチャネルの各空間分割多重数の総和に相当する並列送信数に対してそれぞれ同一のパケット長になるように再構成する（Ｓ５）。その他は第２の実施形態と同様である。
［第７の実施形態］
図１０は、本発明の無線パケット通信方法の第７の実施形態のフローチャートを示す。本実施形態の特徴は、無線パケットの並列送信に空間分割多重方式を併用する場合に、第６の実施形態におけるＳ５で空きチャネルの各空間分割多重数の総和に相当する並列送信数に対してそれぞれ同一のパケット長になるように再構成する前に、伝搬係数よりアンテナ相関を求め、予め定めた閾値により１チャネルに重複可能な空間分割多重数を求めるところにある（Ｓ６）。その他は第６の実施形態と同様である。
［第８の実施形態］
図１１は、本発明の無線パケット通信方法の第８の実施形態のフローチャートを示す。本実施形態の特徴は、第２の実施形態に示すように複数の無線チャネルを用いて並列送信を行うか、第６の実施形態に示す空間分割多重方式を用いて並列送信を行うか、送信バッファに到着したデータ数や第７の実施形態で示した伝搬環境に応じた空間分割多重数に応じて選択するところにある（Ｓ７）。この選択に応じて、空きチャネル数または空間分割多重数に対してそれぞれ同一のパケット長になるように再構成して並列送信する（Ｓ４，Ｓ８）。その他は第２の実施形態と同様である。
［無線パケット通信装置の構成例］
図１２は、本発明の無線パケット通信装置の構成例を示す。ここでは、３個の無線チャネル＃１，＃２，＃３を用いて３個の無線パケットを並列に送受信可能な無線パケット通信装置の構成について示すが、その並列数は任意に設定可能である。なお、各無線チャネルごとに空間分割多重を利用する場合には、複数の無線チャネルの各空間分割多重数の総和に相当する並列送信数の無線パケットを並列に送受信可能であるが、ここでは空間分割多重については省略する。また、複数の無線チャネルを個々に独立に使用する場合についても同様である。
図において、無線パケット通信装置は、送受信処理部１０−１，１０−２，１０−３と、送信バッファ２１，データパケット生成部２２，データフレーム管理部２３，チャネル状態管理部２４，パケット振り分け送信制御部２５，パケット順序管理部２６およびヘッダ除去部２７とを備える。
送受信処理部１０−１，１０−２，１０−３は、互いに異なる無線チャネル＃１，＃２，＃３で無線通信を行う。これらの無線チャネルは、互いに無線周波数などが異なるので互いに独立であり、同時に複数の無線チャネルを利用して無線通信できる構成になっている。各送受信処理部１０は、変調器１１，無線送信部１２，アンテナ１３，無線受信部１４，復調器１５，パケット選択部１６およびキャリア検出部１７を備える。
他の無線パケット通信装置が互いに異なる無線チャネル＃１，＃２，＃３を介して送信した無線信号は、それぞれ対応する送受信処理部１０−１，１０−２，１０−３のアンテナ１３を介して無線受信部１４に入力される。各無線チャネル対応の無線受信部１４は、入力された無線信号に対して周波数変換，フィルタリング，直交検波およびＡＤ変換を含む受信処理を施す。なお、各無線受信部１４には、それぞれ接続されたアンテナ１３が送信のために使用されていない時に、各無線チャネルにおける無線伝搬路上の無線信号が常時入力されており、各無線チャネルの受信電界強度を表すＲＳＳＩ信号がキャリア検出部１７へ出力される。また、無線受信部１４に対応する無線チャネルで無線信号が受信された場合には、受信処理されたベースバンド信号が復調器１５へ出力される。
復調器１５は、無線受信部１４から入力されたベースバンド信号に対してそれぞれ復調処理を行い、得られたデータパケットはパケット選択部１６へ出力される。パケット選択部１６は、入力されたデータパケットに対してＣＲＣチェックを行い、データパケットが誤りなく受信された場合には、そのデータパケットが自局に対して送信されたものか否かを識別する。すなわち、各データパケットの宛先ＩＤが自局と一致するか否かを調べ、自局宛てのデータパケットをパケット順序管理部２６へ出力するとともに、図示しない送達確認パケット生成部で送達確認パケットを生成して変調器１１に送出し、応答処理を行う。このとき、送達確認パケットの送信にあたって、伝送速度の設定や空間分割多重を適用しないなどの送信モードの設定を行うようにしてもよい。一方、自局宛でないデータパケットの場合には、パケット選択部１６で当該パケットが破棄される。
パケット順序管理部２６は、入力された各データパケットに付加されているシーケンス番号を調べ、受信した複数のデータパケットの並びを適切な順番、すなわちシーケンス番号順に並べ替える。その結果を受信データパケット系列としてヘッダ除去部２７へ出力する。ヘッダ除去部２７は、入力された受信データパケット系列に含まれている各々のデータパケットからヘッダ部分を除去し、受信データフレーム系列として出力する。
キャリア検出部１７は、ＲＳＳＩ信号が入力されると、その信号によって表される受信電界強度の値と予め設定した閾値とを比較する。そして、所定の期間中の受信電界強度が連続的に閾値よりも小さい状態が継続すると、割り当てられた無線チャネルが空き状態であると判定し、それ以外の場合には割り当てられた無線チャネルがビジーであると判定する。各無線チャネルに対応するキャリア検出部１７は、この判定結果をキャリア検出結果ＣＳ１〜ＣＳ３として出力する。なお、各送受信処理部１０において、アンテナ１３が送信状態である場合にはキャリア検出部１７にＲＳＳＩ信号が入力されない。また、アンテナ１３が既に送信状態にある場合には、同じアンテナ１３を用いて他のデータパケットを無線信号として同時に送信することはできない。したがって、各キャリア検出部１７はＲＳＳＩ信号が入力されなかった場合には、割り当てられた無線チャネルがビジーであることを示すキャリア検出結果を出力する。
各無線チャネルに対応するキャリア検出部１７から出力されるキャリア検出結果ＣＳ１〜ＣＳ３は、チャネル状態管理部２４に入力される。チャネル状態管理部２４は、各無線チャネルに対応するキャリア検出結果に基づいて各無線チャネルの空き状態を管理し、空き状態の無線チャネルおよび空きチャネル数などの情報をデータフレーム管理部２３に通知する（図１２，ａ）。
一方、送信バッファ２１には、送信すべき送信データフレーム系列が入力され、バッファリングされる。この送信データフレーム系列は、１つあるいは複数のデータフレームで構成される。送信バッファ２１は、現在保持しているデータフレームの数、宛先となる無線パケット通信装置のＩＤ情報、データサイズ、バッファ上の位置を表すアドレス情報などをデータフレーム管理部２３に逐次通知する（ｂ）。
データフレーム管理部２３は、送信バッファ２１から通知された各宛先無線局ＩＤごとのデータフレームに関する情報と、チャネル状態管理部２４から通知された無線チャネルに関する情報に基づき、どのデータフレームからどのようにデータパケットを生成し、どの無線チャネルで送信するかを決定し、それぞれ送信バッファ２１，データパケット生成部２２およびデータパケット振り分け送信制御部２５に通知する（ｃ，ｄ，ｅ）。例えば、必須チャネルを含む空き状態の無線チャネル数Ｎが送信バッファ２１にある送信待ちのデータフレーム数Ｋより少ない場合に、必須チャネルを含む空き状態の無線チャネル数Ｎを並列送信するデータパケット数として決定し、送信バッファ２１に対してＫ個のデータフレームからＮ個のデータフレームを指定するアドレス情報を通知する（ｃ）。また、データパケット生成部２２に対しては、送信バッファ２１から入力したデータフレームからＮ個のデータパケットを生成するための情報を通知する（ｄ）。また、パケット振り分け送信制御部２５に対しては、データパケット生成部２２で生成されたＮ個のデータパケットと空き状態の無線チャネルとの対応を指示する（ｅ）。
送信バッファ２１は、出力指定されたデータフレームをデータパケット生成部２２に出力する（ｆ）。データパケット生成部２２は、各データフレームからデータ領域を抽出して複数のデータブロックを生成し、このデータブロックに当該データパケットの宛先となる宛先無線局のＩＤ情報やデータフレームの順番を表すシーケンス番号などの制御情報を含むヘッダ部と、誤り検出符号であるＣＲＣ符号（ＦＣＳ部）を付加し、図１７に示すようなデータパケットを生成する。なお、制御情報には、受信側の無線局がデータパケットを受信した際に、元のデータフレームに変換するために必要な情報も含まれる。パケット振り分け送信制御部２５は、データパケット生成部２２から入力された各データパケットと各無線チャネルとの対応付けを行う。
このような対応付けの結果、無線チャネル＃１に対応付けられたデータパケットは送受信処理部１０−１内の変調器１１に入力され、無線チャネル＃２に対応付けられたデータパケットは送受信処理部１０−２内の変調器１１に入力され、無線チャネル＃３に対応付けられたデータパケットは送受信処理部１０−３内の変調器１１に入力される。各変調器１１は、パケット振り分け送信制御部２５からデータパケットが入力されると、そのデータパケットに対して所定の変調処理を施して無線送信部１２に出力する。各無線送信部１２は、変調器１１から入力された変調処理後のデータパケットに対して、ＤＡ変換，周波数変換，フィルタリング及び電力増幅を含む送信処理を施し、それぞれ対応する無線チャネルを介してアンテナ１３から無線パケットとして送信する。
第１の実施形態〜第８の実施形態で示した必須チャネルを考慮した処理は、データフレーム管理部２３の制御に基づいて行われる。これにより、複数の無線チャネルを使用する場合に、隣接チャネルへの漏れこみなどに起因して無線パケットが受信できない事態を回避する。
図１は、本発明の無線パケット通信方法の第１の実施形態のフローチャートを示す。図２は、本発明の無線パケット通信方法の第１の実施形態のタイムチャートを示す。ここでは、無線チャネル＃１，＃２，＃３が用意され、各無線局に一律に必須チャネルとして無線チャネル＃１が設定されているものとする。必須チャネルは、各無線局に対して定期的に報知され、各無線局は必須チャネルがビジー状態の場合には、仮に他の無線チャネルが空き状態であっても送信は行わないものとし、すべての送信が禁止される。また、無線チャネル＃１，＃２，＃３は、互いに漏れこみを生じさせる関係にあり、１つの無線チャネルが送信中であれば他の無線チャネルで受信できないものとする。
まず、送信バッファにデータが蓄積されると、キャリアセンスによって空き状態の無線チャネルを検索する（Ｓ１，Ｓ２）。ここでは、送信データ生起（１）のタイミングにおいて無線チャネル＃３がビジー状態であり、無線チャネル＃１および無線チャネル＃２が空き状態として検索される。次に、必須チャネルが空き状態か否かを判断し（Ｓ３）、必須チャネルがビジー状態であれば空き状態の無線チャネルの検索に戻る。一方、必須チャネルが空き状態であれば、空きチャネル数と送信待ちのデータパケット数に応じて、各無線チャネルごとに同一のパケット長になるように再構成して（並列）送信する（Ｓ４）。ここでは、必須チャネルである無線チャネル＃１が空き状態であるので、無線チャネル＃２を含む２チャネルによって無線パケットの並列送信が行われる。
データパケットの再構成の方法としては、次の３つの方法がある。例えばデータパケットが１つで空きチャネル数が２つの場合には、図３（１）に示すようにデータパケットを分割することにより、同一パケット長の２つのデータパケットを生成する。またデータパケットが３つで空きチャネル数が２つの場合には、図３（２）に示すように、例えばデータパケット２を分割してそれぞれデータパケット１およびデータパケット３と結合することにより、同一パケット長の２つのデータパケットを生成する。あるいは、３つのデータパケットを連結してから２分割しても同様である。また、図３（３）に示すように、データパケット１とデータパケット２を連結し、データパケット３にダミービットを付加し、同一パケット長の２つのデータパケットを生成する。また、複数の無線チャネルを使用する際に各無線チャネルの伝送速度が異なる場合には、各データパケットのサイズ比を伝送速度比に対応させてパケット長が同じになるように調整する。
なお、他の無線局では無線チャネル＃３が空き状態になっても、必須チャネルである無線チャネル＃１がビジー状態であるので、送信は禁止される。一方、送信データ生起（２）のタイミングでは、必須チャネルである無線チャネル＃１を含むすべての無線チャネルが空き状態となるので、各無線局は送信可能状態となる。例えば、送信データ生起（１）のタイミングで無線パケットを送信した送信局に対して他の無線局が無線パケットを送信したい場合には、送信データ生起（２）のタイミングで行われる。
［第２の実施形態］
図４は、本発明の無線パケット通信方法の第２の実施形態のフローチャートを示す。図５は、本発明の無線パケット通信方法の第２の実施形態のタイムチャートを示す。ここでは、必須チャネルが設定される無線局Ａと、必須チャネルが設定されない無線局Ｂが存在し、無線局Ｂを宛先とする送信の場合には特に制限はなく、無線局Ａを宛先とする送信の場合には必須チャネルが空き状態のときに限り送信可能とし、必須チャネルがビジー状態であれば他の無線チャネルが空き状態であっても送信は禁止されるものとする。なお、第１の実施形態の場合には、すべての無線局に一律に必須チャネルが設定されているので、無線パケットの宛先を考慮することなく、送信する際には必ず必須チャネルを含む制御になっている。
まず、送信バッファにデータが蓄積されると、キャリアセンスによって空き状態の無線チャネルを検索する（Ｓ１，Ｓ２）。ここでは、送信データ生起（１）のタイミングにおいて無線チャネル＃３がビジー状態であり、無線チャネル＃１および無線チャネル＃２が空き状態として検索される。次に、送信バッファに到着した１つのデータパケットの宛先を解読し（Ｓ１１）、その宛先となる無線局に必須チャネルが設定されているか否かを判断する（Ｓ１２）。宛先の無線局に必須チャネルが設定されていれば、その必須チャネルが空き状態か否かを判断し（Ｓ１３）、必須チャネルが空き状態であれば、空きチャネル数と送信待ちのデータパケット数に応じて、各無線チャネルごとに同一のパケット長になるように再構成して（並列）送信する（Ｓ４）。ここでは、無線局Ａ宛ての無線パケットについて、必須チャネルである無線チャネル＃１が空き状態であるので、無線チャネル＃２を含む２チャネルによって無線パケットの並列送信が行われる。
一方、Ｓ１２において、宛先の無線局に必須チャネルが設定されていなければ、必須チャネルの空き状態を考慮することなく、空きチャネル数と送信待ちのデータパケット数に応じて各無線チャネルごとに同一のパケット長になるように再構成して（並列）送信する（Ｓ４）。また、Ｓ１３において、必須チャネルが空き状態でなければ、必須チャネルが設定されている無線局Ａ宛ての無線パケットの送信はできないので、送信バッファに他のデータパケットがあるか否かを判断し（Ｓ１４）、他のデータパケットがあればＳ１１の宛先解読に戻り、他のデータパケットがなければＳ２の空き状態の無線チャネルの検索を行う。
ここでは、無線チャネル＃３が空き状態となったときに、無線チャネル＃３を用いて必須チャネルが設定されていない無線局Ｂ宛ての無線パケットの送信が可能となる。一方、無線チャネル＃３による無線局Ａ宛ての無線パケットの送信は、無線チャネル＃１がビジー状態であるので禁止され、無線チャネル＃１が空き状態になるまで待たされる。
なお、送信データ生起（２）のタイミングでは無線チャネル＃１，＃２が空き状態となるので、必須チャネルが設定されている無線局Ａ宛ての無線パケット、あるいは必須チャネルが設定されていない無線局Ｂ宛ての無線パケットのいずれでも、それらの無線チャネルを用いて送信が可能となる。
［第３の実施形態］
図６は、本発明の無線パケット通信方法の第３の実施形態のフローチャートを示す。本実施形態の特徴は、第１の実施形態において無線パケットの並列送信に空間分割多重方式を併用するところにある。第１の実施形態におけるＳ４で無線パケットを再構成する際に、空きチャネルの各空間分割多重数の総和に相当する並列送信数に対して、それぞれ同一のパケット長になるように再構成する（Ｓ５）。その他は第１の実施形態と同様である。
［第４の実施形態］
図７は、本発明の無線パケット通信方法の第４の実施形態のフローチャートを示す。本実施形態の特徴は、無線パケットの並列送信に空間分割多重方式を併用する場合に、第３の実施形態におけるＳ５で空きチャネルの各空間分割多重数の総和に相当する並列送信数に対してそれぞれ同一のパケット長になるように再構成する前に、伝搬係数よりアンテナ相関を求め、予め定めた閾値により１チャネルに重複可能な空間分割多重数を求めるところにある（Ｓ６）。その他は第３の実施形態と同様である。
［第５の実施形態］
図８は、本発明の無線パケット通信方法の第５の実施形態のフローチャートを示す。本実施形態の特徴は、第１の実施形態に示すように複数の無線チャネルを用いて並列送信を行うか、第３の実施形態に示す空間分割多重方式を用いて並列送信を行うか、送信バッファに蓄積されたデータ数や第４の実施形態で示した伝搬環境に応じた空間分割多重数に応じて選択するところにある（Ｓ７）。この選択に応じて、空きチャネル数または空間分割多重数に対してそれぞれ同一のパケット長になるように再構成して並列送信する（Ｓ４，Ｓ８）。その他は第１の実施形態と同様である。
［第６の実施形態］
図９は、本発明の無線パケット通信方法の第６の実施形態のフローチャートを示す。本実施形態の特徴は、第２の実施形態において無線パケットの並列送信に空間分割多重方式を併用するところにある。第２の実施形態におけるＳ４で無線パケットを再構成する際に、空きチャネルの各空間分割多重数の総和に相当する並列送信数に対してそれぞれ同一のパケット長になるように再構成する（Ｓ５）。その他は第２の実施形態と同様である。
［第７の実施形態］
図１０は、本発明の無線パケット通信方法の第７の実施形態のフローチャートを示す。本実施形態の特徴は、無線パケットの並列送信に空間分割多重方式を併用する場合に、第６の実施形態におけるＳ５で空きチャネルの各空間分割多重数の総和に相当する並列送信数に対してそれぞれ同一のパケット長になるように再構成する前に、伝搬係数よりアンテナ相関を求め、予め定めた閾値により１チャネルに重複可能な空間分割多重数を求めるところにある（Ｓ６）。その他は第６の実施形態と同様である。
［第８の実施形態］
図１１は、本発明の無線パケット通信方法の第８の実施形態のフローチャートを示す。本実施形態の特徴は、第２の実施形態に示すように複数の無線チャネルを用いて並列送信を行うか、第６の実施形態に示す空間分割多重方式を用いて並列送信を行うか、送信バッファに到着したデータ数や第７の実施形態で示した伝搬環境に応じた空間分割多重数に応じて選択するところにある（Ｓ７）。この選択に応じて、空きチャネル数または空間分割多重数に対してそれぞれ同一のパケット長になるように再構成して並列送信する（Ｓ４，Ｓ８）。その他は第２の実施形態と同様である。
［無線パケット通信装置の構成例］
図１２は、本発明の無線パケット通信装置の構成例を示す。ここでは、３個の無線チャネル＃１，＃２，＃３を用いて３個の無線パケットを並列に送受信可能な無線パケット通信装置の構成について示すが、その並列数は任意に設定可能である。なお、各無線チャネルごとに空間分割多重を利用する場合には、複数の無線チャネルの各空間分割多重数の総和に相当する並列送信数の無線パケットを並列に送受信可能であるが、ここでは空間分割多重については省略する。また、複数の無線チャネルを個々に独立に使用する場合についても同様である。
図において、無線パケット通信装置は、送受信処理部１０−１，１０−２，１０−３と、送信バッファ２１，データパケット生成部２２，データフレーム管理部２３，チャネル状態管理部２４，パケット振り分け送信制御部２５，パケット順序管理部２６およびヘッダ除去部２７とを備える。
送受信処理部１０−１，１０−２，１０−３は、互いに異なる無線チャネル＃１，＃２，＃３で無線通信を行う。これらの無線チャネルは、互いに無線周波数などが異なるので互いに独立であり、同時に複数の無線チャネルを利用して無線通信できる構成になっている。各送受信処理部１０は、変調器１１，無線送信部１２，アンテナ１３，無線受信部１４，復調器１５，パケット選択部１６およびキャリア検出部１７を備える。
他の無線パケット通信装置が互いに異なる無線チャネル＃１，＃２，＃３を介して送信した無線信号は、それぞれ対応する送受信処理部１０−１，１０−２，１０−３のアンテナ１３を介して無線受信部１４に入力される。各無線チャネル対応の無線受信部１４は、入力された無線信号に対して周波数変換，フィルタリング，直交検波およびＡＤ変換を含む受信処理を施す。なお、各無線受信部１４には、それぞれ接続されたアンテナ１３が送信のために使用されていない時に、各無線チャネルにおける無線伝搬路上の無線信号が常時入力されており、各無線チャネルの受信電界強度を表すＲＳＳＩ信号がキャリア検出部１７へ出力される。また、無線受信部１４に対応する無線チャネルで無線信号が受信された場合には、受信処理されたベースバンド信号が復調器１５へ出力される。
復調器１５は、無線受信部１４から入力されたベースバンド信号に対してそれぞれ復調処理を行い、得られたデータパケットはパケット選択部１６へ出力される。パケット選択部１６は、入力されたデータパケットに対してＣＲＣチェックを行い、データパケットが誤りなく受信された場合には、そのデータパケットが自局に対して送信されたものか否かを識別する。すなわち、各データパケットの宛先ＩＤが自局と一致するか否かを調べ、自局宛てのデータパケットをパケット順序管理部２６へ出力するとともに、図示しない送達確認パケット生成部で送達確認パケットを生成して変調器１１に送出し、応答処理を行う。このとき、送達確認パケットの送信にあたって、伝送速度の設定や空間分割多重を適用しないなどの送信モードの設定を行うようにしてもよい。一方、自局宛でないデータパケットの場合には、パケット選択部１６で当該パケットが破棄される。
パケット順序管理部２６は、入力された各データパケットに付加されているシーケンス番号を調べ、受信した複数のデータパケットの並びを適切な順番、すなわちシーケンス番号順に並べ替える。その結果を受信データパケット系列としてヘッダ除去部２７へ出力する。ヘッダ除去部２７は、入力された受信データパケット系列に含まれている各々のデータパケットからヘッダ部分を除去し、受信データフレーム系列として出力する。
キャリア検出部１７は、ＲＳＳＩ信号が入力されると、その信号によって表される受信電界強度の値と予め設定した閾値とを比較する。そして、所定の期間中の受信電界強度が連続的に閾値よりも小さい状態が継続すると、割り当てられた無線チャネルが空き状態であると判定し、それ以外の場合には割り当てられた無線チャネルがビジーであると判定する。各無線チャネルに対応するキャリア検出部１７は、この判定結果をキャリア検出結果ＣＳ１〜ＣＳ３として出力する。なお、各送受信処理部１０において、アンテナ１３が送信状態である場合にはキャリア検出部１７にＲＳＳＩ信号が入力されない。また、アンテナ１３が既に送信状態にある場合には、同じアンテナ１３を用いて他のデータパケットを無線信号として同時に送信することはできない。したがって、各キャリア検出部１７はＲＳＳＩ信号が入力されなかった場合には、割り当てられた無線チャネルがビジーであることを示すキャリア検出結果を出力する。
各無線チャネルに対応するキャリア検出部１７から出力されるキャリア検出結果ＣＳ１〜ＣＳ３は、チャネル状態管理部２４に入力される。チャネル状態管理部２４は、各無線チャネルに対応するキャリア検出結果に基づいて各無線チャネルの空き状態を管理し、空き状態の無線チャネルおよび空きチャネル数などの情報をデータフレーム管理部２３に通知する（図１２，ａ）。
一方、送信バッファ２１には、送信すべき送信データフレーム系列が入力され、バッファリングされる。この送信データフレーム系列は、１つあるいは複数のデータフレームで構成される。送信バッファ２１は、現在保持しているデータフレームの数、宛先となる無線パケット通信装置のＩＤ情報、データサイズ、バッファ上の位置を表すアドレス情報などをデータフレーム管理部２３に逐次通知する（ｂ）。
データフレーム管理部２３は、送信バッファ２１から通知された各宛先無線局ＩＤごとのデータフレームに関する情報と、チャネル状態管理部２４から通知された無線チャネルに関する情報に基づき、どのデータフレームからどのようにデータパケットを生成し、どの無線チャネルで送信するかを決定し、それぞれ送信バッファ２１，データパケット生成部２２およびデータパケット振り分け送信制御部２５に通知する（ｃ，ｄ，ｅ）。例えば、必須チャネルを含む空き状態の無線チャネル数Ｎが送信バッファ２１にある送信待ちのデータフレーム数Ｋより少ない場合に、必須チャネルを含む空き状態の無線チャネル数Ｎを並列送信するデータパケット数として決定し、送信バッファ２１に対してＫ個のデータフレームからＮ個のデータフレームを指定するアドレス情報を通知する（ｃ）。また、データパケット生成部２２に対しては、送信バッファ２１から入力したデータフレームからＮ個のデータパケットを生成するための情報を通知する（ｄ）。また、パケット振り分け送信制御部２５に対しては、データパケット生成部２２で生成されたＮ個のデータパケットと空き状態の無線チャネルとの対応を指示する（ｅ）。
送信バッファ２１は、出力指定されたデータフレームをデータパケット生成部２２に出力する（ｆ）。データパケット生成部２２は、各データフレームからデータ領域を抽出して複数のデータブロックを生成し、このデータブロックに当該データパケットの宛先となる宛先無線局のＩＤ情報やデータフレームの順番を表すシーケンス番号などの制御情報を含むヘッダ部と、誤り検出符号であるＣＲＣ符号（ＦＣＳ部）を付加し、図１７に示すようなデータパケットを生成する。なお、制御情報には、受信側の無線局がデータパケットを受信した際に、元のデータフレームに変換するために必要な情報も含まれる。パケット振り分け送信制御部２５は、データパケット生成部２２から入力された各データパケットと各無線チャネルとの対応付けを行う。
このような対応付けの結果、無線チャネル＃１に対応付けられたデータパケットは送受信処理部１０−１内の変調器１１に入力され、無線チャネル＃２に対応付けられたデータパケットは送受信処理部１０−２内の変調器１１に入力され、無線チャネル＃３に対応付けられたデータパケットは送受信処理部１０−３内の変調器１１に入力される。各変調器１１は、パケット振り分け送信制御部２５からデータパケットが入力されると、そのデータパケットに対して所定の変調処理を施して無線送信部１２に出力する。各無線送信部１２は、変調器１１から入力された変調処理後のデータパケットに対して、ＤＡ変換，周波数変換，フィルタリング及び電力増幅を含む送信処理を施し、それぞれ対応する無線チャネルを介してアンテナ１３から無線パケットとして送信する。
第１の実施形態〜第８の実施形態で示した必須チャネルを考慮した処理は、データフレーム管理部２３の制御に基づいて行われる。これにより、複数の無線チャネルを使用する場合に、隣接チャネルへの漏れこみなどに起因して無線パケットが受信できない事態を回避する。
本発明は、必須チャネルを含む無線チャネルを用いて送信している送信局に対しては、他の無線局から送信が行われないので、送信局で自局宛ての無線パケットの受信ができない事態を回避することができる。一方、他の無線局では、必須チャネルが空き状態になるのを待って送信局に対して無線パケットを送信することにより、確実に無線パケットを伝送することができ、スループットの改善を図ることができる。
また、必須チャネルの設定がなされていない無線局がある場合には、必須チャネルがビジー状態であってもその無線局間の送信を可能にすることにより、スループットの低下を抑制することができる。
また、必須チャネルの設定がなされていない無線局がある場合には、必須チャネルがビジー状態であってもその無線局間の送信を可能にすることにより、スループットの低下を抑制することができる。
Claims (8)
- キャリアセンスによって空き状態と判定された複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信するか、または空き状態と判定された１つの無線チャネルを用いて空間分割多重方式により複数の無線パケットを並列送信するか、または両者を併用して複数の無線パケットを並列送信する無線パケット通信方法において、
送信に必ず使用する必須チャネルを設定し、この必須チャネルが空き状態のときに限り必須チャネルを含む無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行うことを特徴とする無線パケット通信方法。 - キャリアセンスによって空き状態と判定された複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信するか、または空き状態と判定された１つの無線チャネルを用いて空間分割多重方式により複数の無線パケットを並列送信するか、または両者を併用して複数の無線パケットを並列送信する無線パケット通信方法において、
送信に必ず使用する必須チャネルが設定される無線局Ａと必須チャネルが設定されない無線局Ｂに区別し、
前記無線局Ａを宛先とする無線パケットの場合には、前記必須チャネルが空き状態のときに限り必須チャネルを含む無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行い、前記無線局Ｂを宛先とする無線パケットの場合には、空き状態の無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行うことを特徴とする無線パケット通信方法。 - 請求の範囲１または請求の範囲２に記載の無線パケット通信方法において、
並列送信される複数の無線パケットは、パケットサイズまたは伝送所要時間に相当するパケット長が互いに同一または同等に設定されることを特徴とする無線パケット通信方法。 - 請求の範囲１または請求の範囲２に記載の無線パケット通信方法において、
データ数や伝搬環境に応じた空間分割多重数に応じて、複数の無線チャネルを用いる並列送信か空間分割多重方式を用いる並列送信かを選択することを特徴とする無線パケット通信方法。 - キャリアセンスによって空き状態と判定された複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信するか、または空き状態と判定された１つの無線チャネルを用いて空間分割多重方式により複数の無線パケットを並列送信するか、または両者を併用して複数の無線パケットを並列送信する無線パケット通信装置において、
送信に必ず使用する必須チャネルを設定し、この必須チャネルが空き状態のときに限り必須チャネルを含む無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行う手段を備えたことを特徴とする無線パケット通信装置。 - キャリアセンスによって空き状態と判定された複数の無線チャネルを用いて複数の無線パケットを並列送信するか、または空き状態と判定された１つの無線チャネルを用いて空間分割多重方式により複数の無線パケットを並列送信するか、または両者を併用して複数の無線パケットを並列送信する無線パケット通信装置において、
送信に必ず使用する必須チャネルが設定される無線局Ａと必須チャネルが設定されない無線局Ｂに区別し、
前記無線パケットの宛先を検出し、前記無線局Ａを宛先とする無線パケットの場合には、前記必須チャネルが空き状態のときに限り必須チャネルを含む無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行い、前記無線局Ｂを宛先とする無線パケットの場合には、空き状態の無線チャネルを用いて無線パケットの送信を行う手段を備えたを特徴とする無線パケット通信装置。 - 請求の範囲５または請求の範囲６に記載の無線パケット通信装置において、
並列送信される複数の無線パケットは、パケットサイズまたは伝送所要時間に相当するパケット長が互いに同一または同等に設定される構成であることを特徴とする無線パケット通信装置。 - 請求の範囲５または請求の範囲６に記載の無線パケット通信装置において、
データ数や伝搬環境に応じた空間分割多重数に応じて、複数の無線チャネルを用いる並列送信か空間分割多重方式を用いる並列送信かを選択する手段を備えたことを特徴とする無線パケット通信装置。
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