JPWO2014061480A1

JPWO2014061480A1 - 無線通信装置、無線基地局装置

Info

Publication number: JPWO2014061480A1
Application number: JP2014542055A
Authority: JP
Inventors: 難波　秀夫; 秀夫難波; 窪田　稔; 稔窪田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2016-09-05
Also published as: US20150289245A1; WO2014061480A1

Abstract

複数の無線通信装置が同時に無線基地局装置に対してデータを送信する無線通信システムに使用する第１の無線通信装置であって、第２の無線通信装置が伝搬路推定用信号を送信しているときに、伝搬路推定用信号を送信しないように制御する送信タイミング制御部を備えることを特徴とする第１の無線通信装置。これにより伝搬路情報における誤差を少なくすることが可能になる。

Description

本発明は、無線通信技術に関する。

無線ネットワーク技術の導入が進むにつれ、無線通信機能を搭載した機器が増えている。特にＩＥＥＥ８０２．１１のような無線ＬＡＮ機能搭載機器が増え、デジタルテレビジョン受信機や携帯電話機等への導入も進んでいる。

ＩＥＥＥ８０２．１１方式の無線ＬＡＮはＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）によるアクセス方式を使用しており、送信に先立ってキャリアセンスを行い、その後、衝突回避のためにランダムバックオフを用いる。更に隠れ端末問題を解決するためにＲＴＳ（Request To Send、送信要求とも言う）／ＣＴＳ（Clear To Send、送信許可とも言う）の交換を行う。ＲＴＳ／ＣＴＳ交換による隠れ端末の検出を、「仮想キャリアセンス」と呼ぶ事がある。

多数の無線通信機器が存在する環境で、電波の利用効率を向上させる技術としてＭＵ−ＭＩＭＯ（Multi User-Multi Input Multi Output）技術がある。通常のＭＩＭＯ技術は一対の通信装置が複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを用い、空間多重化により通信容量を増やす技術であるのに対し、ＭＵ−ＭＩＭＯ技術は複数のアンテナを備えた通信機と、１つ以上のアンテナを備えた複数の通信機器の通信時に、空間多重化を行って同時に複数の通信機器と通信する事で通信容量を増やす技術である。このＭＵ−ＭＩＭＯは個々の通信装置から基地局装置に対する送信時に適用する事も可能である。これにより複数の通信装置から基地局に対する送信を行う際に、一度に１対の通信を行う場合に比べ、飛躍的に通信効率を向上する事が可能となる。

下記非特許文献１では、基地局装置の制御により、パイロットシンボルのみをＴＤＭにて送信する。

An efficient uplink multiuser MIMO protocol in IEEE 802.11 WLANs, PIMRC 2009, IEEE, Sep. 2009.

ＭＵ−ＭＩＭＯによる通信を行う場合で、複数の通信装置がほぼ同時に送信要求を発生させ、かつ送信要求が非同期に発生する場合、複数の通信装置からの送信開始時間が少しずつ異なる状況となる。ＭＵ−ＭＩＭＯによる通信を行うためには、通信を行う通信装置間の伝搬路情報を得る必要がある。伝搬路情報を得る方法としては、既知の信号を送信し、実際に受信された信号に基づいて計算する方法が一般的である。複数の通信装置間の伝搬路情報を同時に得る方法としては既知の信号として直交符号を用い、各々の通信機器から異なる符号を同時に送信させて、受信側で逆拡散を行う方法がある。しかし、直交符号は数が限定されるため全ての通信装置に異なる符号を割り当てる事は難しく、また送信装置間で同時に送信させる事ができない場合は符号間の直交性が崩れ、また、既知の信号以外の通信データ等との干渉も発生するため得られる伝搬路情報における誤差が増えてしまうという問題がある。

本発明は、伝搬路情報における誤差を少なくすることを目的とする。

本発明では、複数の通信装置から送信される伝搬路推定用符号（プリアンブル）の送信タイミングが異なるように制御する。

本発明の一観点によれば、複数の無線通信装置が同時に無線基地局装置に対してデータを送信する無線通信システムに使用する第１の無線通信装置であって、第２の無線通信装置が伝搬路推定用信号を送信しているときに、伝搬路推定用信号を送信しないように制御する送信タイミング制御部を備えることを特徴とする第１の無線通信装置が提供される。

前記送信タイミング制御部は、前記第２の無線通信装置が伝搬路推定用信号の送信に引き続きデータを送信しているときに、伝搬路推定用信号の送信を行うように制御することを特徴とする。

本発明は、複数の無線通信装置が同時に無線基地局装置に対してデータを送信する無線通信システムに使用する無線基地局装置であって、同時にデータを送信する前記複数の無線通信装置のうちの少なくとも２つが同時に伝搬路推定用信号を送信しないように制御する制御部を備えることを特徴とする無線基地局装置である。

第１の無線通信装置が伝搬路推定用信号を送信した後にデータの送信を開始した後に、第１とは異なる無線通信装置のうちの１つに伝搬路推定用信号の送信を開始させることを特徴とする。

また、前記無線通信装置を複数のグループに分割し、グループに含まれる無線通信装置の数が、無線基地局装置が同時に復調可能なデータの数を超えないようにグループの割り当てを行うことを特徴とする。

また、前記グループ単位で無線通信装置の送信制御を行うことを特徴とする。

また、グループ内の無線通信装置に割り当てられるグループ内ＩＤに基づいて送信制御を行うことを特徴とする。

また、本発明は、複数の無線通信装置が同時に無線基地局に対してデータを送信する無線通信システムであって、複数の無線通信装置の少なくとも２つが同時に伝搬路推定用信号を送信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である。

本発明の他の観点によれば、複数の無線通信装置が同時に無線基地局装置に対してデータを送信する無線通信システムに使用する第１の無線通信装置における無線通信方法であって、第２の無線通信装置が伝搬路推定用信号を送信しているときに、伝搬路推定用信号を送信しないように制御するステップを有することを特徴とする無線通信方法が提供される。

また、本発明は、複数の無線通信装置が同時に無線基地局に対してデータを送信する無線通信システムに使用する第１の無線基地局装置における無線通信方法であって、同時にデータを送信する前記複数の無線通信装置のうちの少なくとも２つが同時に伝搬路推定用信号を送信しないように制御するステップを有することを特徴とする無線通信方法である。

本明細書は本願の優先権の基礎である日本国特許出願２０１２−２３１９１７号の明細書および／または図面に記載される内容を包含する。

本発明によれば、伝搬路情報における誤差を少なくすることができる。

ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３の順に送信要求が発生した場合の概要を示す図である。本実施の形態で使用するプロトコルの概要を示す図である。本発明の第１の実施の形態による無線通信システムの一構成例を示す図である。送信するデータパケットの構成例を示す図である。ＡＰの一構成例を示す機能ブロック図である。ＳＴＡの一構成例を示す機能ブロック図である。処理の流れを示すフローチャート図である。ＡＰが２つのＳＴＡと通信を行っており、ＳＴＡ１からＡＰへ、その直後にＳＴＡ２からＡＰへ通信が行われる場合の一例についてタイミングチャートを用いて示した図である。グループＩＤならびにグループ内ＩＤの割り当て方の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態による無線通信技術について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図３は、本発明の第１の実施の形態による無線通信システムの一構成例を示す図である。図３に示すように、１つのアクセスポイント（以下「ＡＰ」と称する。）３０１と複数の端末装置（以下「ＳＴＡ」と称する。）３０２〜３０５とから構成される。図３においては、ＳＴＡの数は４であるが、ＳＴＡの数は２以上であればいくつでも良い。ＳＴＡ３０２−３０５はＡＰ３０１とのみ通信を行い、複数あるＳＴＡ間の通信を行わないものとする。ＡＰ３０１は複数のアンテナＡＴを備え、本実施の形態では４つの受信アンテナと、１つの送信アンテナを備えるものとする。ＳＴＡは１本の送受兼用アンテナを備えるものとする。

図５は、ＡＰの一構成例を示す機能ブロック図である。符号５０１から５０４はＲＦ信号を受信する受信アンテナであり、符号５０５から５０８はＲＦ信号をベースバンド信号に変換し、Ａ／Ｄ変換を行うＲＦ部であり、符号５０９から５１２まではベースバンド信号を所定の期間分だけ記憶し、記憶した期間から任意の時間の受信信号を取り出すことができる受信信号記憶部(RX memory)であり、符号５１３から５１６までは受信信号記憶部の出力から後述するレプリカ生成部出力から出力されるレプリカを減算するレプリカ減算部であり、符号５１７から５２０までは受信信号に含まれるプリアンブルから伝搬路情報を得る伝搬路推定部（Prop.Est）であり、符号５２１から５２４までは復号部の出力信号と、伝搬路推定部５１７から５２０までの出力を基に受信信号のレプリカを生成するレプリカ生成部(Replica)であり、符号５２５から５２８までは受信信号記憶部５０９から５１２までの出力と、伝搬路推定部５１７から５２０までの出力を基に受信信号の復調を行い、受信データを取り出す復調部(Demod.)であり、符号５２９から５３２までは復調部出力に対して誤り訂正符号の復号処理を行う復号部、符号５３３は各部の状態を監視し、制御を行う制御部（Control）であり、符号５３４は送信データに誤り訂正符号の符号化処理を行い、変調した信号をＲＦ信号に変換して送信アンテナに対して出力する送信部（TX）であり、符号５３５はＲＦ信号を送信するための送信アンテナである。

図６はＳＴＡの一構成例を示す機能ブロック図である。符号６０１はＲＦ信号を送受信するためのアンテナであり、符号６０２はアンテナの接続先を受信部と送信部のいずれかに切り替える送信スイッチ部(TX SW) であり、符号６０３はＲＦ信号を受信し、ベースバンドに変換し、Ａ／Ｄ変換を行う受信部（RX）であり、符号６０４は受信信号からプリアンブルを検出し、伝搬路情報を得る伝搬路推定部（Prop.EstX）であり、符号６０５は受信信号を、伝搬路情報を利用して復調する復調部(Demod.)であり、符号６０６は復調した信号に適用されている誤り訂正符号を復号し、受信データを取り出す復号部（Decoder）であり、符号６０７は送信データに誤り訂正符号の符号化処理を行う符号化部（Code）であり、符号６０８は符号化部出力を変調する変調部（Mod）であり、符号６０９は変調データを蓄積し、必要なタイミングで出力する送信バッファ部(TX buffer)であり、符号６１０は送信開始タイミングを制御するタイミング制御部（Timing Control）であり、符号６１１は入力された変調データをＤ／Ａ変換してベースバンド信号に変換し、更にベースバンド信号をＲＦ信号に変換して出力する送信部（TX）であり、符号６１２は各部の状態を監視し、制御する制御部（Control）である。

ＡＰ、ＳＴＡで使用する変調方式は様々な方式が使用可能である。本実施の形態ではＡＰ、ＳＴＡで共通の方式を使用するものとする。一例として、無線ＬＡＮで使用しているＯＦＤＭ方式が使用可能である。

ＡＰならびにＳＴＡは、データの送信に先立ち、受信側で伝搬路情報の推定ができるようにＡＰ、ＳＴＡで既知の符号を伝搬路推定用信号として送信する。この概要を図４に示す。図４に示すように、送信するデータパケット４０３の先頭部に既知の符号で構成されるプリアンブル４０１が配置され、続いてデータ部４０２が配置される。

続いて３つのＳＴＡ（ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３）が順次ＡＰに対してデータを送信するときの手順について説明する。ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３の順に送信要求が発生した場合の概要を図１に示す。図１に示すように、それぞれのＳＴＡで送信要求が発生するタイミングをＴ１、Ｔ２、Ｔ３で示す。

図７は、処理の流れを示すフローチャート図である。処理が開始され（ステップS1）まず、ステップS2で最初に送信要求が発生したＳＴＡ１は他のＳＴＡが送信していないことを確認し、プリアンブル１０１ならびにデータ部１０２の送信を開始する（ステップS5,S6）。この送信開始時刻をｔ１とする（ステップS3）。ＳＴＡ２は、他のＳＴＡ（ＳＴＡ１）が送信を開始したことを検出すると（ステップS4）直ちにプリアンブルが送信されたかどうかを検出する。プリアンブルの検出方法は様々な方法が使用できるが、一例として、送信時に使用する既知の符号と受信信号の相関を計算し、所定の値より高い相関値が得られた場合はプリアンブルを検出したとする方法が使用できる。

ＳＴＡ２は送信要求が発生するＴ２以降にデータの送信開始時刻ｔ２を設定するが、ｔ２−ｔ１がプリアンブルを送信するために必要な時間Ｔｐより大きくなるようにｔ２を設定する。ＳＴＡ２は時刻がｔ２になるとプリアンブル１０３を送信し、続いてデータ部１０４を送信する。もし、ｔ２までの間に他のＳＴＡのプリアンブル送信を検出した場合は（ステップS7）、送信開始時刻を検出したプリアンブルの送信が終了する以降の時刻に再設定する（ステップS8）。ＳＴＡ３もＳＴＡ２と同様に他のＳＴＡの送信開始を検出すると直ちにプリアンブルが送信されたかどうかを検出する。ＳＴＡ１から送信されるプリアンブル１０１、ならびにＳＴＡ２から送信されるプリアンブル１０３が検出されるので、ＳＴＡ３で送信要求が発生するＴ３以降に送信を開始する時刻ｔ３を、ＳＴＡ２から送信されるプリアンブル１０３の送信が終了する時刻以降、つまりｔ３−ｔ２がＴｐより大きくなるように設定する。

以上のように各ＳＴＡが動作する事で、図１に示すタイミングでそれぞれのＳＴＡからプリアンブル並びにデータ部の送信が行われる。

ＳＴＡ３においてＳＴＡ１から到来する信号の受信電力と、ＳＴＡ２から到来する信号の受信電力の関係によってはＳＴＡ２から到来するプリアンブル１０３を検出できない場合が発生する。このような場合にＳＴＡ２から送信するプリアンブルとＳＴＡ３から送信するプリアンブルが衝突する確率を下げるために、送信開始時刻を設定する際にプリアンブルを検出した後、Ｔｐ、もしくはＴｐ以上の所定の時間の所定の乱数（自然数）倍経過した時刻を送信開始時刻として設定する等の方法を用いても良い。

次に、図１に示すタイミングで送信された信号をＡＰが復調する際の動作について説明する。ＡＰ３０１は受信アンテナ５０１から５０４で受信した信号を受信部５０５から５０８でベースバンドのデジタル信号に変換し、受信信号記憶部５０９から５１２に蓄積する。受信信号記憶部５０９から５１２はいわゆるリングバッファになっており、所定の期間分だけ記憶することができ、記憶した期間から任意の時間の受信情報を取り出すことができる。古い情報は新しく受信した情報で上書きされる。受信信号記憶部５０９から５１２は受信情報を記憶しながらレプリカ減算部５１３から５１６に対し受信情報を出力する。

いずれかのＳＴＡからの信号を受信していないときはレプリカ生成部５２１から５２４の出力は無いため、レプリカ減算部５１３から５１６は何もせず、入力信号をそのまま出力する。伝搬路推定部５１７から５２０はレプリカ減算部５１３から５１６の出力に含まれるプリアンブルの検出を行い、各受信アンテナ５０１から５０４と送信ＳＴＡ間の伝搬路推定を行う。

最初に送信したＳＴＡ（ＳＴＡ１）からの信号は復調部５２５を用いて復調する。レプリカ減算部５１３から５１６から出力される信号を伝搬路推定部５１７から５２０で得られた伝搬路情報に基づいて復調する。復調方法は様々な方法が使用できるが、一例として受信信号から送信された可能性が最も高い信号を推定するＭＬ（Maximum Likelihood）推定を使用する。復調部５２５で復調された信号は復号部５２９で誤り訂正符号の復号が行われ、受信データが取り出される。取り出された受信データはレプリカ生成部５２１に入力される。また、各伝搬路推定部５１７から５２０で推定された送信ＳＴＡ（ＳＴＡ１）から各受信アンテナ５０１から５０４までの伝搬路情報もレプリカ生成部５２１に入力される。レプリカ生成部５２１は入力された受信データ、伝搬路情報を基に、受信アンテナ５０１から５０４で受信された信号のレプリカを生成する。

続いて、ＳＴＡ２から送信された信号の復調を行う。ＳＴＡ１から送信された信号の復調、復号に成功し、レプリカの生成が終了した後、制御部５３３は各受信信号記憶部５０９から５１２を制御し、ＳＴＡ１から送信された信号の受信開始時刻からの受信データを再度取り出す。同時にレプリカ生成部５２１よりレプリカを取り出し、レプリカ減算部５１３から５１６に入力する。これによりレプリカ減算部の出力は、受信信号からＳＴＡ１の送信信号が取り除かれた信号となる。伝搬路推定部５１７から５２０は、ＳＴＡ１の送信信号が取り除かれた信号からプリアンブルを検出する。送信信号は図１に示した通りであるので、このプリアンブルはＳＴＡ２から送信されたものとなる。検出したプリアンブルを用いて、伝搬路推定部５１７から５２０はＳＴＡ２と受信アンテナ５０１から５０４との間の伝搬路情報を推定する。続いて復調部５２６が、レプリカ減算部５１３から５１６の出力信号を、伝搬路情報を利用して復調する。復調した信号を復号部５３０で誤り訂正符号の復号が行われ、受信データが取り出される。取り出された受信データはレプリカ生成部５２２に入力される。また、各伝搬路推定部５１７から５２０で推定されたＳＴＡ２から各受信アンテナ５０１から５０４までの伝搬路情報もレプリカ生成部５２２に入力される。レプリカ生成部５２２は入力された受信データ、伝搬路情報を基に、受信アンテナ５０１から５０４で受信された信号のレプリカを生成する。

続いてＳＴＡ３から送信された信号の復調を行う。ＳＴＡ２から送信された信号の復調、復号に成功し、レプリカの生成が終了した後、制御部５３３は各受信信号記憶部５０９から５１２を制御し、ＳＴＡ２から送信された信号の受信開始時刻からの受信データを再度取り出す。同時にレプリカ生成部５２１と５２２よりレプリカを取り出し、レプリカ減算部５１３から５１６に入力する。レプリカ生成部５２１から取り出すデータは、ＳＴＡ２から送信された信号の受信開始時刻に相当する部分から取り出すものとする。これによりレプリカ減算部の出力は、受信信号からＳＴＡ１、ＳＴＡ２の送信信号が取り除かれた信号となる。

伝搬路推定部５１７から５２０は、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２の送信信号が取り除かれた信号からプリアンブルを検出する。送信信号は図１に示した通りであるので、このプリアンブルはＳＴＡ３から送信されたものとなる。検出したプリアンブルを用いて、伝搬路推定部５１７から５２０はＳＴＡ３と受信アンテナ５０１から５０４との間の伝搬路情報を推定する。続いて復調部５２７が、レプリカ減算部５１３から５１６の出力信号を、伝搬路情報を用いて復調する。復調した信号を復号部５３１で誤り訂正部号の復号が行われ、受信データが取り出される。取り出された受信データはレプリカ生成部５２３に入力される。また、各伝搬路推定部５１７から５２０で推定されたＳＴＡ３から各受信アンテナ５０１から５０４までの伝搬路情報もレプリカ生成部５２３に入力される。レプリカ生成部５２３は入力された受信データ、伝搬路情報を基に、受信アンテナ５０１から５０４で受信された信号のレプリカを生成する。

以上のように動作することで、ＡＰは図１に示した信号の復調を行う。ＳＴＡ３の送信後に他のＳＴＡが送信を開始する場合や、ＳＴＡ１が送信終了後に再度送信を開始する場合も同様に動作する事で信号の復調を行う事ができる。

これにより複数のＳＴＡが同じプリアンブルを用い、重複して送信を行う場合に、プリアンブルが同時に送信されないようにすることで、受信信号の復調、復号ができる。

（第２の実施の形態）
本実施の形態では、無線ＬＡＮで使用するプロトコルを拡張し、複数のＳＴＡの送信開始タイミングを制御する事で、プリアンブルが同時に送信されないように制御する一例を説明する。

無線ＬＡＮにはいくつかのプロトコルが提案されているが、代表的な方式として、ＩＥＥＥ８０２．１１で使用しているＤＣＦ（Distributed Coordination Function）プロトコルがある。

このＤＣＦによる通信の一例を、図８を用いて説明する。図８は、ＡＰが２つのＳＴＡと通信を行っており、ＳＴＡ１からＡＰへ、その直後にＳＴＡ２からＡＰへ通信が行われる場合の一例についてタイミングチャートを用いて示したものである。まずＳＴＡ１はＡＰまたはいずれかのＳＴＡの送信８０１が終了するのを待つ。送信終了後更にＤＩＦＳ（Distributed coordination function InterFrame Space）時間８０２待ち、ＲＴＳ（Request To Send）８０３をＡＰに対して送信する。ＤＩＦＳはＤＣＦ（Distributed Coordination Function）のための待ち時間で、後述するＳＩＦＳより長い基本時間が設定され、更にランダムバックオフ時間が加えられた時間となる。

このＲＴＳ８０３の送信時に、以降の所定の時間は他のＳＴＡの送信を行わせないためにＮＡＶ（Network Allocation Vector）（ＮＡＶ１・８２０）をセットする。ＮＡＶは送信禁止時間ともいい、ＣＴＳ（Clear To Send）の送信とデータの送信、更にそれに対するＡＣＫ（ACKnowledge、確認応答とも言う）の送信に必要な時間がセットされ、ＮＡＶを受信した他のＳＴＡはセットされている時間の間送信を禁止される。ＡＰはＲＴＳ８０３が正常に受信できた場合、どのＳＴＡも無線リソースを使用していないものとしてＳＩＦＳ（Short InterFrame Space）時間８０４待ち、ＣＴＳ８０５をＳＴＡ１に対して送信する。ＳＩＦＳはＡＰ、ＳＴＡが次の送信を行うための最小規定時間で、ＡＣＫやＲＴＳ、ＣＴＳなどの重要なパケットを送信する際に、他のＳＴＡなどに割り込まれないために規定されている時間である。

ＤＣＦアクセスを開始するためのＤＩＦＳ等はこのＳＩＦＳより長い時間が規定されており、重要なパケットを優先させて送信する事が可能となる。このＣＴＳ８０５の送信時に、ＡＰもＮＡＶをセットする。ＡＰがセットするＮＡＶはＲＴＳ８０３にセットされていた時間からＲＴＳ８０３の送受信に必要な時間を引いた値、つまりＲＴＳ８０３でセットされた値と実質的に同じ値がセットされる。これによりＲＴＳを受信できなかったＳＴＡについても実質的に同じＮＡＶを得る事が可能となる。続いてＣＴＳ８０５を受信したＳＴＡ１は送信権を得たものとしてＳＩＦＳ時間８０６待った後、ＤＡＴＡ１・８０７をＡＰに対して送信する。ＤＡＴＡ１・８０７を受信したＡＰは、ＳＩＦＳ時間８０８待って、ＡＣＫ１・８０９をＳＴＡ１に送信する。ＡＣＫ１を受信したＳＴＡ１はＤＡＴＡ１・８０７の送信が完了したと判断し、以降の送信を行わない。ＳＴＡ２はＮＡＶ１・８２０の時間を待つと共にＳＴＡ１とＡＰ間の通信を受信し、全ての送信が終了したタイミングからＤＩＦＳ時間８１０待ってＲＴＳ８１１をＡＰに対して送信する。

このＲＴＳ８１１の送信時にはＣＴＳの送信とデータの送信、更にそれに対するＡＣＫの送信に必要な時間をＮＡＶ２・８２１としてセットする。ＡＰはＲＴＳ８１１が正常に受信できた場合、どのＳＴＡも無線リソースを使用していないものとしてＳＩＦＳ時間８１２待ち、ＣＴＳ８１３をＳＴＡ２に対して送信する。ＣＴＳ８１３の送信時には、先と同様にＲＴＳ８１１の受信に要した時間を引き、実質的にＮＡＶ２・８２１と同等の時間をＮＡＶとしてセットする。ＣＴＳ８１３を受信したＳＴＡ２は送信権が得られたものとしてＳＩＦＳ時間８１４待った後にＤＡＴＡ２・８１５をＡＰに対して送信する。ＤＡＴＡ２・８１５を正常に受信したＡＰはＳＩＦＳ時間８１６待って、ＳＴＡ２に対してＡＣＫ２・８１７を送信する。ＡＣＫ２・８１７を受信したＳＴＡ２は送信が完了したものと判断し、以降の送信を行わない。この後はＤＩＦＳ時間８１８経過すると、他のＤＣＦアクセス８１９が可能となる。

このＤＣＦでは一回のＣＴＳ、ＲＴＳ交換で１つのＳＴＡが送信機会を得るが、本実施例では一回のＣＴＳ、ＲＴＳ交換で複数のＳＴＡが送信機会を得るように拡張する。

本実施の形態で使用するＡＰ、ＳＴＡの構成は実施の形態１と同様の構成とする。

本実施の形態で使用するプロトコルの概要を図２に示す。ＳＴＡは固有のアドレスの他に、ＡＰに接続（Association）した時点でグループＩＤならびにグループ内ＩＤを割り当てられる。ＳＴＡ１からＳＴＡ４が同一のグループに割り当てられているものとする。グループ内ＩＤはＳＴＡ１が０、ＳＴＡ２が１、ＳＴＡ３が２、ＳＴＡ４が３と割り当てられているものとする。

グループＩＤならびにグループ内ＩＤの割り当て方の一例を、図９を用いて説明する。各グループに加える事ができるＳＴＡの上限は、所定の値、たとえば４とする。この数はＡＰの構成に依存し、ＡＰが同時復調可能なＳＴＡの数を超えない値とする。

図９（ａ）がＡＰ側の動作を表すフローチャートである。最初、どのＳＴＡも接続されていない状態のＳ９０１で使用するグループＩＤならびにグループ内ＩＤを初期化する。ここでは初期値として共に０を使うものとする。初期化に続き、Ｓ９０２でＳＴＡから接続要求（Association要求）が送信されるのを待つ。Ｓ９０３で接続要求が受信されたかどうかを判断し、受信されていない場合はＳ９０２に戻り、受信された場合はＳ９０４に進む。Ｓ９０４で接続要求を送信してきたＳＴＡを、現在のグループＩＤに、現在のグループ内ＩＤとして登録する。Ｓ９０５で登録したグループＩＤとグループ内ＩＤを、接続要求を送信してきたＳＴＡに対して接続応答（Association応答）を送信するときに通知する。Ｓ９０６でグループ内ＩＤを１増やし、グループ内ＩＤがグループに加える事のできる上限に達したかどうかを判断し、上限に達していない場合はＳ９０２に戻り、上限に達した場合はＳ９０７に進む。Ｓ９０７ではグループＩＤを１増やした新しいグループを作成し、グループ内ＩＤを初期化する事で新しいグループにＳＴＡを追加できるようにし、Ｓ９０２に戻る。

続いて図９（ｂ）を用いてＳＴＡの接続要求手順を説明する。Ｓ９１１で接続要求をＡＰに対して送信する。Ｓ９１２で接続応答が受信されるか待つ。接続応答が受信されたときにグループＩＤとグループ内ＩＤが通知されるので、これらのＩＤを自身のＩＤとしてＳＴＡ内に登録する。Ｓ９１３で接続応答が受信されていない場合は接続要求が失敗したものとしてＳ９１１に戻り、接続応答が受信された場合は接続処理を終了する。以上のようにＡＰ、ＳＴＡが動作する事でグループＩＤならびにグループ内ＩＤの割り当てを行う。

なお、上記手順は接続要求があった順番でグループＩＤならびグループ内ＩＤを割り当てたが、ＡＰはＳＴＡが接続要求を受けたときに伝搬路推定部で受信電力を測定し、グループ内に含まれるＳＴＡからの受信電力に所定の電力差があるようにグループを構成しても良い。この場合、グループ内ＩＤが小さい番号のＳＴＡの受信電力が大きくなるようにグループを構成すると、後述の手順に従ってＡＰ、ＳＴＡが動作したときに受信電力の大きいＳＴＡから順に復調を行う事になるため、復調できる可能性が高くなる。

以下、図２に示す送信手順について説明する。グループ内のＳＴＡ２がＡＰに対してＲＴＳパケットを送信する。送信時にはプリアンブル２０１に続いてＲＴＳパケットを含んだデータ部２０２を送信する。ＲＴＳパケットを受信したＡＰは所定の時間、例えばＳＩＦＳ時間経った後にグループに対して拡張ＣＴＳ（ｅＣＴＳ）を送信する。従来のＤＣＦではＣＴＳ送信時にはＲＴＳを送信してきたＳＴＡのアドレスを送信先に指定していたが、本実施の形態においては拡張ＣＴＳの送信時にはグループＩＤを送信先に指定する。拡張ＣＴＳ送信時にはプリアンブル２０３に続いて拡張ＣＴＳが含まれるデータ部２０４を送信する。拡張ＣＴＳで指定されたグループＩＤに含まれるＳＴＡ（ここではＳＴＡ１からＳＴＡ４が該当する）は所定の時間、例えばＳＩＦＳ時間経過した後にグループ内ＩＤが小さい順に所定の時間毎間隔で送信を開始する。送信開始指示にはプリアンブル２０５、２０７、２０９の送信に続き、データ部２０６、２０８、２１０の送信を開始する。この所定の時間間隔はプリアンブルの送信期間が重複しない時間であれば良い。図２では送信間隔ｔ１からｔ２、ｔ２からｔ３、ｔ３からｔ４は一定間隔である場合を示している。送信開始時刻に送信データが無いＳＴＡはデータの送信を行わなくても良い。図２ではＳＴＡ４に送信データが無い場合を示しており、プリアンブル送信開始時刻２１１にプリアンブルの送信が行われないことを示している。

ＡＰは全てのデータの受信が終了した後、所定の時間、例えばＳＩＦＳ時間経過時間経過した後に各ＳＴＡに対してＡＣＫを送信する。プリアンブル２１２に続き、ＳＴＡ１に対するＡＣＫ２１３、ＳＴＡ２に対するＡＣＫ２１４、ＳＴＡ３に対するＡＣＫ２１５を続けて送信する。ＡＣＫ２１３から２１５を受信した各ＳＴＡはＡＣＫの受信をもって通信が完了したことを知る。

上記手順時のＮＡＶの設定について説明する。ＳＴＡ２がＲＴＳを送信するときにセットするＮＡＶは、従来と同じようにＲＴＳの送信後、ＣＴＳを受信してデータを送信し、送信したデータに対するＡＣＫを受信するまでに要する時間である。ＡＰが拡張ＣＴＳを送信する時にセットするＮＡＶは、グループに含まれる全てのＳＴＡが所定の長さ、例えば１５００オクテットのデータを送信し、その後ＡＣＫを全てのＳＴＡに対して送信するために必要な時間をセットする。図２では送信を行わないＳＴＡ４も送信するものとしたＮＡＶを設定している。これによりグループに含まれる全てのＳＴＡが送信を終了するまで、他のグループのＳＴＡが送信開始してプリアンブルが重複して送信されることを抑止する。

以上のような通信手順を用いることで、送信される全てのプリアンブルは重複しないように制御される。そのため、ＡＰは第１の実施の形態に示したものと同様の動作を行うことで、全てのデータを復調することが可能となる。

また、上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。

また、本実施の形態で説明した機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。尚、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また前記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。機能の少なくとも一部は、集積回路などのハードウェアで実現しても良い。

本発明によれば、複数の無線通信装置が同時に無線基地局装置に対してデータを送信する無線通信システムに使用する第１の無線通信装置であって、第２の無線通信装置が伝搬路推定用信号を送信しているときに、伝搬路推定用信号を送信しないように制御する送信タイミング制御部を備えることを特徴とする第１の無線通信装置が提供される。

これにより、伝搬路情報における誤差を少なくすることができる。

本発明は、複数の無線通信装置が同時に無線基地局に対してデータを送信する無線通信システムに使用する無線基地局装置であって、同時にデータを送信する前記複数の無線通信装置のうちの少なくとも２つが同時に伝搬路推定用信号を送信しないように制御する制御部を備えることを特徴とする無線基地局装置である。

第１の通信装置が伝搬路推定用信号を送信した後にデータの送信を開始した後に、第１とは異なる通信装置のうちの１つに伝搬路推定用信号の送信を開始させることを特徴とする。

本発明は、無線通信装置に利用可能である。

３０１…ＡＰ、３０２〜３０５…ＳＴＡ、５０１〜５０４…受信アンテナ、５０５〜５０８…ＲＦ部、５０９〜５１２…受信信号記憶部(RX memory)、５１３〜５１６…レプリカ減算部、５１７〜５２０…伝搬路推定部（Prop.Est）、５２１〜５２４…レプリカ生成部(Replica)、５２５〜５２８…復調部(Demod.)、５２９〜５３２…復号部、５３３…制御部（Control）、５３４…送信部（TX）、５３５…送信アンテナ、６０１…アンテナ、６０２…送信スイッチ部(TX SW)、６０３…受信部（RX）、６０４…伝搬路推定部（Prop.EstX）、６０５…復調部(Demod.)、６０６…復号部（Decoder）、６０７…符号化部（Code）、６０８…変調部（Mod）、６０９…送信バッファ部(TX buffer)、６１０…タイミング制御部（Timing Control）、６１１…送信部（TX）、６１２…制御部（Control）。

本明細書で引用した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本明細書にとり入れるものとする。

Claims

複数の無線通信装置が同時に無線基地局装置に対してデータを送信する無線通信システムに使用する第１の無線通信装置であって、
第２の無線通信装置が伝搬路推定用信号を送信しているときに、伝搬路推定用信号を送信しないように制御する送信タイミング制御部を備えることを特徴とする第１の無線通信装置。
前記送信タイミング制御部は、
前記第２の無線通信装置が伝搬路推定用信号の送信に引き続きデータを送信しているときに、伝搬路推定用信号の送信を行うように制御することを特徴とする請求項１記載の第１の無線通信装置。
複数の無線通信装置が同時に無線基地局装置に対してデータを送信する無線通信システムに使用する無線基地局装置であって、
同時にデータを送信する前記複数の無線通信装置のうちの少なくとも２つが同時に伝搬路推定用信号を送信しないように制御する制御部を備えることを特徴とする無線基地局装置。
第１の無線通信装置が伝搬路推定用信号を送信した後にデータの送信を開始した後に、
第１とは異なる無線通信装置のうちの１つに伝搬路推定用信号の送信を開始させることを特徴とする請求項３記載の無線基地局装置。
前記無線通信装置を複数のグループに分割し、
グループに含まれる無線通信装置の数が、無線基地局装置が同時に復調可能なデータの数を超えないようにグループの割り当てを行うことを特徴とする請求項３または４記載の無線基地局装置。