JPWO2016024356A1 - 無線通信システム、無線通信システムの通信方法、アクセスポイント、及び、無線機器 - Google Patents

無線通信システム、無線通信システムの通信方法、アクセスポイント、及び、無線機器 Download PDF

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Abstract

アクセスポイント（２０）は、第１の無線機器（３０−１）が送信した第１の信号の受信に応じて、第１の無線機器（３０−１）の無線通信エリア外に位置する第２の無線機器（３０−６）宛の第２の信号を送信する。

Description

本発明は、無線通信システム、無線通信システムの通信方法、アクセスポイント、及び、無線機器に関する。
従来、セルラーシステムやＷｉＦｉシステム等の無線通信システムでは、半二重（half duplex）通信が主流であった。なお、「ＷｉＦｉ」は「Wireless Fidelity」の略称であり、登録商標である。半二重通信では、信号の送信と受信とを異なる時間（例えば、交互）に行なう。
これに対し、全二重（full duplex）通信では、信号の送信と受信とを同一タイミングで実施することが可能である。別言すると、全二重通信では、信号を送信（又は受信）しながら、別の信号を受信（又は送信）することが可能である。
したがって、全二重通信では、半二重通信よりも時間リソースの利用効率を向上することができ、システム全体のスループットを向上することができる。そのため、近年、全二重通信機能をＷｉＦｉシステムのアクセスポイント（ＡＰ）に適用して、ＷｉＦｉシステムのスループット向上を図ることも検討されている。なお、「ＷｉＦｉシステム」は、「無線ＬＡＮ（Local Area Network）」と称してもよい。
IEEE 802.11-14/0340-00-0hew
しかし、全二重通信機能をＡＰに適用しても、例えば、ＡＰにアクセスする無線機器間の電波干渉によって、結果的に、無線通信のスループットが向上しないケースがある。
１つの側面では、本発明の目的の１つは、無線通信の性能（非限定的な一例として、スループット）を向上することにある。
１つの側面において、無線通信システムは、アクセスポイントと、前記アクセスポイントと無線通信する複数の無線機器と、を備え、前記アクセスポイントは、第１の無線機器が送信した第１の信号の受信に応じて、前記第１の無線機器の無線通信エリア外に位置する第２の無線機器宛の第２の信号を送信する。
また、１つの側面において、無線通信システムは、アクセスポイントと、前記アクセスポイントと無線通信する複数の無線機器と、を備え、第１の無線機器は、前記第１の無線機器の無線通信エリア外に位置する第２の無線機器宛に前記アクセスポイントが送信した第１の信号の受信に応じて、前記アクセスポイントへ第２の信号を送信する。
更に、１つの側面において、無線通信システムの通信方法は、アクセスポイントと、前記アクセスポイントと無線通信する複数の無線機器と、を備えた無線通信システムの通信方法であって、前記アクセスポイントは、第１の無線機器が送信した第１の信号を受信し、前記第１の信号の受信に応じて、前記第１の無線機器の無線通信エリア外に位置する第２の無線機器宛の第２の信号を送信する。
また、１つの側面において、複数の無線機器と無線通信が可能なアクセスポイントは、第１の無線機器が送信した第１の信号を受信する受信部と、前記第１の信号の受信に応じて、前記第１の無線機器の無線通信エリア外に位置する第２の無線機器宛に第２の信号を送信する送信制御部と、を備える。
更に、１つ側面において、アクセスポイントと無線通信する無線機器は、前記アクセスポイントが送信した第１の信号を受信する受信部と、前記第１の信号の宛先が、第１の無線機器としての前記無線機器の無線通信エリア外に位置する第２の無線機器であることを検出すると、前記アクセスポイントへ第２の信号を送信する送信制御部と、を備える。
１つの側面として、無線通信の性能を向上することができる。
一実施形態に係る無線通信システムの一例としてのＷｉＦｉシステムの構成例を示す図である。 半二重通信の一例を示すタイミングチャートである。 全二重通信の一例を示すタイミングチャートである。 非隠れ端末に対して電波干渉が生じる様子を例示する図である。 非隠れ端末に対して電波干渉が生じる例を説明するタイミングチャートである。 図１に例示する無線通信システムにおいて無線機器とアクセスポイントとの間の通信の一例を示す図である。 図１及び図６に例示するアクセスポイントが記憶する干渉端末リストの一例を示す図である。 図１及び図６に例示するアクセスポイントの動作例（第１のケース）を説明するフローチャートである。 図８に例示するパケット長調整処理の一例を説明するフローチャートである。 図１及び図６に例示する無線通信システムの動作例（第１のケース）を説明するタイミングチャートである。 図１及び図６に例示する無線機器の動作例（第２のケース）を説明するフローチャートである。 図１及び図６に例示する無線通信システムの動作例（第２のケース）を説明するタイミングチャートである。 図１及び図６に例示するアクセスポイントの機能的構成例を示す機能ブロック図である。 図１及び図６に例示するアクセスポイントのハードウェア構成例を示すブロック図である。 図１及び図６に例示する無線機器（端末）の機能的構成例を示す機能ブロック図である。 図１及び図６に例示する無線機器（端末）のハードウェア構成例を示すブロック図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。また、以下に説明する各種の例示的態様は、適宜に組み合わせて実施しても構わない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一符号を付した部分は、特に断らない限り、同一若しくは同様の部分を表す。
図１は、一実施形態に係る無線通信システムの一例としてのＷｉＦｉシステムの構成例を示す図である。図１に示すＷｉＦｉシステム１は、例示的に、アクセスポイント（ＡＰ）２０と、複数の無線機器３０−１〜３０−Ｎと、を備える。なお、ＷｉＦｉシステム１は、無線ＬＡＮ１と称してもよい。
ここで、Ｎは２以上の整数であり、図１には、Ｎ＝７のケース、すなわち、Ａ〜Ｇで示す７つの無線機器３０−１〜３０−７がＡＰ２０に接続し得るケースを例示している。なお、無線機器３０−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）を区別しなくてよい場合には、単に「無線機器３０」と略称することがある。
ＡＰ２０は、例示的に、無線による全二重通信機能を有し、ＡＰ２０が形成する無線通信エリア２００に位置する無線機器３０との間で全二重通信が可能である。なお、ＡＰ２０は、無線ＬＡＮ１において複数備えられていても構わない。また、ＡＰ２０は、ゲートウェイ（ＧＷ）２０と称されてよい。更に、ＡＰ（又はＧＷ）２０は、「無線機器」の１つであると捉えてもよい。
無線機器３０は、例示的に、無線による半二重通信機能を有し、ＡＰ２０が形成する無線通信エリア２００において当該ＡＰ２０との間で半二重通信が可能である。無線機器３０は、ＡＰ２０との間で半二重通信が可能であれば、その呼称は特に限定されない。例えば、無線機器３０は、無線装置、無線端末、ユーザ機器（ＵＥ）、あるいは、ノードと称されてもよい。
また、無線機器３０は、移動可能な移動体そのもの（移動端末）であるか、移動体に固定された機器であるか、あるいは、位置が変化しない固定の機器であるかを問わない。例示的に、無線機器３０は、携帯電話やスマートフォン、タブレット端末等の無線端末であってもよいし、センサネットワークを成す、無線通信機能を具備したセンサデバイスやメータ（測定器）等であってもよい。
無線機器３０は、例示的に、インフラストラクチャーモードで動作し、ＡＰ２０との間で直接の通信を行ない、他の無線機器３０との間では直接の通信を行なわない。ただし、無線機器３０は、他の無線機器３０との無線通信をサポートしていてもよい。無線機器３０同士の無線通信は、デバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）通信と称されることがある。
ＡＰ２０と各無線機器３０との間の無線通信には、例示的に、同一の無線リソース（例示的に、周波数リソース）が用いられる。別言すると、ＡＰ２０及び無線機器３０は、同じ周波数リソースを共有して互いの通信を行なう。したがって、当該周波数リソースは、「共有リソース」と称してもよい。
図１の例では、ノード（「端末」と称することもある。）Ａ〜Ｇのそれぞれが、ＡＰ２０の形成する無線通信エリア２００に位置しており、１ホップでＡＰ２０宛に、直接、信号（「データ」と称してもよい。）を共有リソースにて送信できる。なお、信号（あるいはデータ）には、制御信号（あるいは制御データ）が含まれてもよいし、ユーザ信号（あるいはユーザデータ）が含まれてもよい。
このような無線通信システム１において、ノード３０のそれぞれは、例えばＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式を用いて、自律的に通信を実行する。例えば、各ノード３０は、それぞれ、データ送信に先立ってキャリアセンスを実行し、搬送波周波数の受信電力レベルを測定する。
そして、各ノード３０は、それぞれ、測定した受信電力レベルが或る閾値以下であれば、チャネルがアイドル状態であると判定（「検出」と称してもよい）して、ＡＰ２０宛のデータ送信を実行する。
一方、各ノード３０は、測定した受信電力レベルが閾値よりも大きければ、チャネルがビジー状態であると判定して、ＡＰ２０宛のデータ送信は行なわない。「データ送信を行なわない」ことは、「データ送信を抑止する」ことと捉えてもよい。
各ノード３０は、チャネルがビジー状態であれば、所定時間経過（「待機」と称してもよい。）後に、再度、キャリアセンスを実行し、アイドル状態が検出されれば、ＡＰ２０宛のデータ送信を実行する。
ところで、ＡＰ２０及び各ノード３０がいずれも半二重通信を行なうと仮定すると、或るノード３０とＡＰ２０とが通信を行なっている間、他のノード３０は、ＡＰ２０と通信を行なうことができない。
図２に、半二重通信の一例を示す。図２の例では、ＡＰ２０がノード３０宛に信号（例えば、DATA#1）を送信し、ノード３０がＡＰ２０宛に信号（例えば、DATA#2）を送信する様子を例示している。
なお、ＡＰ２０からノード３０への方向の通信リンクは、ダウンリンク（ＤＬ）と称してよく、その逆の方向の通信リンクは、アップリンク（ＵＬ）と称してよい。したがって、ＤＬを通じて送信される信号は、ＤＬ信号と称してよく、ＵＬを通じて送信される信号は、ＵＬ信号と称してよい。
図２に例示するように、半二重通信では、例えば、ＡＰ２０がノード３０宛のＤＬ信号（DATA#1）を送信し、ノード３０は、当該ＤＬ信号の受信に成功すると、受信確認応答信号（ACK#1）をＵＬ信号としてＡＰ２０宛に送信する。
このＤＬ信号（DATA#1）及びＵＬ信号（ACK#1）の送受信時間Ｔでは、ノード３０は、ＡＰ２０宛にＵＬ信号（例えば、DATA#2）を送信できない。ノード３０は、時間Ｔの経過後に、ＡＰ２０宛にＵＬ信号（DATA#2）を送信することができる。ＡＰ２０は、当該ＵＬ信号（DATA#2）の受信に成功すると、受信確認応答信号（ACK#2）をＤＬ信号としてノード３０宛に送信する。
このＤＬ信号（DATA#2）及びＵＬ信号（ACK#2）の送受信時間Ｔでは、ＡＰ２０は、ノード３０宛にＤＬ信号を送信することができない。なお、DATA#2及びACK#2の送受信時間Ｔと、DATA#1及びACK#1の送受信時間Ｔとは、異なる場合もある。
したがって、図２に示す半二重通信の例では、ＡＰ２０からノード３０宛のDATA#1の送信と、ノード３０からＡＰ２０宛のDATA#2の送信と、が完了するまでに、最低でも、２Ｔの時間がかかることになる。なお、時間Ｔは、データの送信が完了したことを送信元がＡＣＫを受信して認識するまでにかかる時間を表すと捉えてもよい。
これに対し、ＡＰ２０が全二重通信による通信が可能な場合、ＤＬ信号及びＵＬ信号の送受信を重複する期間に行なうことができる。例えば、ＡＰ２０は、或るノード３０が送信したＵＬ信号を受信しながら、他のノード２０宛にＤＬ信号を送信できる。また、ＡＰ２０は、或るノード３０へＤＬ信号を送信しながら、他のノード３０が送信したＵＬ信号を受信できる。
別言すると、ＡＰ２０は、或るノード３０からのＵＬ信号の受信に応じて他のノード３０へＤＬ信号を送信してよく、また、或るノード３０宛のＤＬ信号の送信に応じて他のノード３０が送信したＵＬ信号を受信してよい。なお、「受信に応じて」及び「送信に応じて」は、「受信を契機に」及び「送信を契機に」とそれぞれ読み替えてもよい。
図３に、全二重通信の一例を示す。図３に例示するように、ＡＰ２０は、或るノード３０へＤＬ信号（例えば、DATA#1）を送信しながら、当該ノード３０からＵＬ信号（例えば、DATA#2）を受信できる。また、ＡＰ２０は、ノード３０が送信した、DATA#1に対するACK#1を受信しながら、ノード３０から受信したDATA#2に対するACK#2をノード２０宛に送信できる。
したがって、図３の例では、ＡＰ２０からノード３０宛のDATA#1の送信と、ノード３０からＡＰ２０宛のDATA#2の送信と、が完了するまでに、図２の例に比べて、半分の時間Ｔで済む。したがって、全二重通信では、半二重通信に比べて、システムスループットを２倍に向上することが可能である。
しかし、第１のノード３０がＡＰ２０宛にＵＬ信号を送信中に、ＡＰ２０が、第１のノード３０に電波干渉を与え得る位置関係にある第２のノード３０宛に、ＤＬ信号を送信してしまうと、第１のノード３０のＵＬ信号と、ＡＰ２０のＤＬ信号と、が干渉し得る。
当該干渉発生の様子を図４及び図５に例示する。図４の例では、ＡＰ２０の無線通信エリア２００に、２つのノード３０−１及び３０−２（ノードＡ及びＢ）が位置している。ノード３０−１は、無線通信エリア３００−１を形成し、ノード３０−２は、無線通信エリア３００−２を形成している。なお、「無線通信エリア」は、「カバレッジ」と称してもよい。
そして、ノード３０−１の無線通信エリア３００−１には、ノード３０−２が位置しており、ノード３０−２の無線通信エリア３００−２には、ノード３０−１が位置している。別言すると、３つの無線通信エリア２００、３００−１及び３００−２の重複エリアに、３つの無線機器２０、３０−１及び３０−２が位置している。
このような位置関係では、ＡＰ２０と一方のノード３０との間の通信が、ＡＰ２０と他方のノード３０との間の通信の干渉源になり得る。このように他の通信の干渉源になり得る位置関係にあるノード３０は、「非隠れ端末」あるいは「干渉端末」と称してよい。
なお、各ノード３０が互いの無線通信エリア外に位置していれば、上記のような電波干渉は生じない。このように電波干渉の生じない位置関係にあるノード３０は、「隠れ端末」あるいは「非干渉端末」と称してよい。
ここで、図４及び図５に例示するように、「非隠れ端末」の関係にあるノード３０−１及び３０−２の一方（例えば、ノード３０−１）が、ＡＰ２０宛にＵＬ信号（DATA#1）を送信中であると仮定する。
ＡＰ２０は、ノード３０−１からのＵＬ信号（DATA#1）の受信中に、全二重通信可能なことから、他方のノード３０−２宛にＤＬ信号（DATA#2）を送信すると、ノード３０−１のＵＬ信号（DATA#1）が、ノード３０−２宛のＤＬ信号（DATA#2）に干渉する。そのため、ノード３０−２は、ＡＰ２０からのＤＬ信号（DATA#2）を正しく受信できない。
また、ＡＰ２０が例えばノード３０−２宛のＤＬ信号（DATA#2）を送信中に、ノード３０−２に対する「非隠れ端末」であるノード３０−１が、ＡＰ２０宛にＵＬ信号（DATA#1）を送信した場合も、当該ＵＬ信号がノード３０−２宛のＤＬ信号に干渉する。そのため、ノード３０−２は、ＡＰ２０からのＤＬ信号を正しく受信できない。
このように、互いに電波干渉となり得る「非隠れ端末」の関係にある２つのノード３０と、ＡＰ２０と、が同時に信号の送受信を行なうと、ＡＰ２０のＤＬ信号と、ノード３０のＵＬ信号と、が干渉（「衝突」と称してもよい。）してしまうことがある。
結果として、ＡＰ２０が全二重通信を行なっても、システムスループットが向上せず、半二重通信で実現可能なシステムスループットしか得られない可能性がある。
そこで、本実施形態では、互いに電波干渉となり得る「非隠れ端末」の関係にある２つのノード３０と、ＡＰ２０と、が同時に信号の送受信を行なわないように、ＡＰ２０の全二重通信を制御する。別言すると、互いに電波干渉とならない「隠れ端末」の関係にあるノード３０と、ＡＰ２０と、の間で全二重通信が許容されるように通信を制御する。
これにより、「非隠れ端末」に起因する電波干渉の発生を抑止あるいは低減することができ、全二重通信により本来的に実現可能と期待されるスループットを達成することができる。例えば、半二重通信で実現可能なスループットの２倍のスループットを実現することができる。別言すると、無線通信システム１における無線通信の性能を向上できる。
このような通信制御を実現するには、例えばＡＰ２０が、「非隠れ端末」（あるいは「隠れ端末」）の関係にあるノード３０の情報を把握できればよい。そこで、本実施形態では、例示的に、各ノード３０が、互いに干渉になり得る他のノード（非隠れ端末）３０を検出し、検出したノード３０の情報をＡＰ２０に送信（「通知」と称してもよい。）する。
例えば、或る第１のノード３０に対して干渉になり得る第２のノード３０は、第１のノード３０に無線電波が到達して第１のノード３０が無線信号を受信できる位置に存在するノード３０である。
別言すると、第１のノード３０の無線通信エリアに位置するノード３０が非隠れ端末３０に相当する。第１のノード３０は、例えば、他の第２のノード３０が送信した信号の送信元情報を検出して破棄せずに記憶することで、非隠れ端末３０の情報を検出、記憶できる。
なお、第１のノード３０の無線通信エリアに位置する第２のノード３０であっても、第１のノード３０の「非隠れ端末３０」に相当しない（別言すると、「隠れ端末３０」に相当する）と判断してよい場合もある。
例えば、後述するように、複数のＡＰ２０毎に送信信号に対して異なるプリアンブルパターンが設定される場合がある。この場合、異なるＡＰ２０にアクセスする２つのノード３０は、互いの無線通信エリアに位置していても、ＡＰ２０から受信する信号のプリアンブルのパターンが異なる。したがって、各ノード３０は、互いに電波干渉があっても希望信号を正しく受信できるので、互いに干渉しない「隠れ端末３０」であると判断してよい。
各ノード３０で検出した非隠れ端末（干渉端末）３０の情報は、例示的に、リスト形式の情報（「非隠れ端末リスト」あるいは「干渉端末リスト」と称してもよい。）としてＡＰ２０に通知されてよい。非隠れ端末３０の検出及び通知は、定期的に実施されてもよいし、不定期で実施されてもよい。
ＡＰ２０は、或るノード３０からのＵＬ信号の受信中にＤＬ信号を送信する際に、各ノード３０から受信した干渉端末リストを基に、ＵＬ信号の送信元ノード３０に対して干渉源とならない隠れ端末３０を選んでＤＬ信号を当該隠れ端末３０宛に送信する。
別言すると、ＡＰ２０は、干渉端末リストを基に、ＤＬ信号の送信によって、受信中のＵＬ信号に干渉する非隠れ端末３０をＤＬ信号の送信先候補から除外する。更に別言すると、ＡＰ２０は、干渉端末リストを基に、受信中のＵＬ信号に干渉する非隠れ端末３０を避けるようにしてＤＬ信号の送信先を選択する。当該「選択」は、「スケジューリング」と称してもよい。
一方、ノード３０は、ＡＰ２０宛のＵＬ信号を送信する際に、ＡＰ２０が送信中のＤＬ信号の送信先ノード３０が、自ノード３０が保有する干渉端末リストに存在するか否かを判定する。ＡＰ２０のＤＬ信号の送信先ノード３０が干渉端末リストに存在しなければ、ＵＬ信号を送信しても干渉は生じないので、ノード３０は、ＡＰ２０宛のＵＬ信号を送信する。これに対し、ＡＰ２０のＤＬ信号の送信先ノード３０が干渉端末リストに存在していれば、ＵＬ信号を送信すると干渉が生じるので、ノード３０は、ＡＰ２０宛のＵＬ信号の送信を抑止する。
別言すると、ノード３０は、干渉端末リストに存在する他のノード３０宛にＡＰ２０がＤＬ信号を送信している時間をＡＰ２０宛のＵＬ信号の送信タイミング候補から除外する。更に別言すると、ノード３０は、干渉端末リストに存在する他のノード３０宛にＡＰ２０がＤＬ信号を送信している時間を避けるようにして、ＡＰ２０宛のＵＬ信号の送信タイミングを制御する。
（動作例）
以下、上述した通信制御の一例について、図６〜図１１を参照して説明する。図６に例示するように、ＡＰ２０の無線通信エリア２００に、８つのノード３０−１〜３０−８（端末Ａ〜Ｈ）が位置しており、端末ＡがＡＰ２０宛にＵＬ信号を送信するケースを想定する。
なお、ＡＰ２０は、例示的に、図７に示す干渉端末リスト２１を記憶している。干渉端末リスト２１の第１のエントリは、第１列に示される端末Ａにとって第２列に示される端末Ｂ及びＨがそれぞれ干渉端末であることを示す。以降のエントリについても同様であり、干渉端末リスト２１の第１列に示される端末Ｂ〜Ｈのそれぞれにとっての干渉端末が第２列に登録されている。なお、Ａ〜Ｈは、それぞれ、端末Ａ〜Ｈの識別情報であると捉えてよい。また、「干渉端末」は、位置的な関係に着目して「隣接端末」と称してもよい。
図７に例示する干渉端末リスト２１の各エントリに登録された情報は、既述のとおり、定期又は不定期に、各端末Ａ〜Ｇから通知される。したがって、各端末Ａ〜Ｇは、図７に例示する干渉端末リスト２１の個々のエントリに相当する情報を干渉端末リスト３１として記憶していると捉えてよい。
ここで、ＡＰ２０が、端末ＡからのＵＬ信号の受信中にＤＬ信号を送信する第１のケースと、ＡＰ２０が端末Ａ以外の或る端末３０宛のＤＬ信号を送信中に端末ＡがＡＰ２０宛にＵＬ信号を送信する第２のケースと、について説明する。
（第１のケース）
第１のケースでは、例示的に、端末ＡがＵＬ信号をＡＰ２０に送信し、ＡＰ２０が、当該ＵＬ信号の受信に応じて、端末Ａにとっての非干渉端末（「非隣接端末」と称してもよい。）３０宛にＤＬ信号を送信することを想定する。
図７に例示したように、端末Ａにとっての干渉端末は、端末Ｂ及びＨであり、これらの干渉端末Ｂ及びＨ以外の端末Ｃ〜Ｇは、端末Ａにとっての非干渉端末である。ＡＰ２０は、端末ＡからのＵＬ信号を受信し、ＵＬ信号のプリアンブル検出を行ない、ヘッダフィールドを復号する。
「プリアンブル」は、ＡＰ２０と端末Ａ〜Ｇとの間で既知のパターンを有する信号の一例であり、送受信信号の同期を確立するために用いられる。同期が確立することによって、例えばＡＰ２０は、ヘッダフィールドの受信タイミングを識別でき、適切なタイミングでヘッダフィールドを復号することができる。
ＡＰ２０が複数存在する場合、プリアンブル（パターン）は、ＡＰ２０（のＢＳＳＩＤ）毎に異なっていてよい。ＢＳＳＩＤは、“Basic Service Set Identifier”の略称である。ＢＳＳＩＤは、ＡＰ２０を識別する識別情報の一例であり、例示的に、ＡＰ２０のＭＡＣアドレスであってよい。
ヘッダフィールドには、例示的に、当該ヘッダフィールドが付加された信号の送信元や、データ長、変調方式、伝送速度等を識別可能な情報が設定されてよい。信号の送信元を識別可能な情報は、「送信元情報」と称してよく、例えば、ＭＡＣアドレス等のアドレス情報であってよい。ＡＰ２０は、復号したヘッダフィールドの情報を基に、受信したＵＬ信号の送信元や、データ長、変調方式、伝送速度等を識別できる。
その後、ＡＰ２０は、各端末Ａ〜Ｈから定期あるいは定期的に通知された干渉端末リスト３１を基に構築した干渉端末リスト２１に基づいて、識別した端末Ａにとっての非干渉端末３０（例えば、端末Ｆ）を選択（あるいは、推定）し、ＡＰ２０の送信バッファに端末Ｆ宛のＤＬ信号を保持しているかどうかをチェックする。
端末Ｆ宛のＤＬ信号が送信バッファに保持されていれば、ＡＰ２０は、端末Ｆ宛にＤＬ信号を送信する。その際、ＡＰ２０の送信アンテナから受信アンテナに端末ＦへのＤＬ信号が回り込んで干渉信号として受信され得る。しかし、ＡＰ２０は、自身が送信中のＤＬ信号を知っているので、受信アンテナで受信した信号から当該ＤＬ信号成分をキャンセルすることができる。したがって、ＡＰ２０は、端末ＡがＡＰ２０宛に送信しているＵＬ信号を正しく受信できる。
ここで、ＤＬ信号の送信先端末Ｆと、ＵＬ信号の送信元端末Ａと、は、互いに非干渉端末であるため、端末ＡがＡＰ２０宛に送信するＵＬ信号と、ＡＰ２０が端末Ｆ宛に送信するＤＬ信号と、は干渉しない。したがって、ＡＰ２０から端末Ｆ宛に送信したＤＬ信号も、端末Ｆで正しく受信される。
図８は、上述した第１のケースにおけるＡＰ２０の動作例を示すフローチャートである。なお、図８には、ＤＬ信号及びＵＬ信号が、それぞれ、パケットデータ（以下「パケット」と略称することがある。）である場合について例示している。
図８に例示するように、ＡＰ２０は、プリアンブルの検出可否によって、パケットを受信したか否かを判定する（処理Ｐ１１）。プリアンブルの検出に失敗した場合、ＡＰ２０は、パケットを受信していないと判断して、その後の受信処理を行なわなくてよい（処理Ｐ１１のＮｏルート）。
一方、プリアンブルを検出した場合（処理Ｐ１１でＹｅｓの場合）、ＡＰ２０は、ヘッダフィールドを復号して（処理Ｐ１２）、データフィールドの受信処理を行なう（処理Ｐ１３）。なお、ヘッダフィールドの復号結果に含まれる送信元アドレス情報を基に、ＡＰ２０は、受信パケットの送信元端末３０（例えば、端末Ａ）を識別できる。
パケットの受信処理には、データフィールドの復調、及び、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号を用いた誤り訂正復号が含まれてよい。受信パケットにＣＲＣエラーが無ければ（処理Ｐ１４のＮｏルート）、ＡＰ２０は、ＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）時間の経過を待って（処理Ｐ１５）、受信パケットの送信元端末Ａ宛にＡＣＫ信号を送信する（処理Ｐ１６）。ＣＲＣエラーが有った場合（処理Ｐ１４のＹｅｓルート）、ＡＰ２０は、ＣＲＣエラーの有った受信パケットを破棄してパケット受信処理を終了してよい。
また、ＡＰ２０は、パケットの受信（プリアンブルの検出）に応じて、ヘッダフィールドの復号結果を基に識別される送信元端末３０（例えば、端末Ａ）にとっての非干渉端末３０宛のパケットがバッファに保持されているかどうかをチェックする（処理Ｐ１７）。当該チェックは、例示的に、図７に示した干渉端末リスト２１に基づいて実施される。
非干渉端末３０（例えば、端末Ｆ）宛のパケットがバッファに保持されていなければ（処理Ｐ１７のＮｏルート）、ＡＰ２０は、ＤＬ送信を行なわない。一方、非干渉端末Ｆ宛のパケットがバッファに保持されていれば（処理Ｐ１７でＹｅｓの場合）、ＡＰ２０は、ヘッダフィールドの復号結果から識別されるパケット長を基に、非干渉端末Ｆ宛のパケット長を調整する（処理Ｐ１８）。
例えば、ＡＰ２０は、識別したパケット長を基に、端末ＡからのＵＬパケットの受信が終了（完了）する予定のタイミング（「受信終了タイミング」と称してよい。）を算出（「推定」と称してもよい。）する。
そして、ＡＰ２０は、算出した受信終了タイミングで端末Ａにとっての非干渉端末Ｆ宛のＤＬパケットの送信が終了するように、端末Ｆ宛のＤＬパケットのパケット長を調整して端末Ｆ宛に当該パケットを送信する（処理Ｐ１９）。なお、ＤＬのパケット長の調整は、ＤＬの信号長の調整の一例である。ＤＬのパケット長を調整することで、端末３０宛のＤＬ信号の送信期間を容易に制御できる。
その後、ＡＰ２０は、例えばＳＩＦＳ時間の経過を待って（処理Ｐ２０）、端末ＦからＡＣＫ信号が受信されるか否かを監視する（処理Ｐ２１）。
ＡＣＫ信号が受信されれば（処理Ｐ２１でＹｅｓの場合）、ＡＰ２０は、端末Ｆ宛のＤＬパケットの送信が正常に完了したと認識して処理を終了してよい。所定時間が経過しても、ＡＣＫ信号が受信されなければ（処理Ｐ２１でＮｏの場合）、ＡＰ２０は、端末Ｆに対する再送制御等のバックオフ処理を実施してよい（処理Ｐ２２）。例えば、ＡＰ２０は、端末ＦからＡＣＫ信号を受信するまで、端末Ｆ宛にパケットを再送してよい。
次に、図１０に、第１のケースでの送信パケット長調整処理の一例をタイミングチャートにて模式的に示す。なお、図１０において、端末Ａと端末Ｆとは「隠れ端末」の関係にあり、互いに非隣接端末に相当する。
端末Ａは、時刻Ｔ１において、ＡＰ２０宛にＵＬパケットの送信を開始する。当該ＵＬパケットのパケット長は、例示的にＬＡ１（ＬＡ１は正の実数）である。したがって、端末Ａは、時刻Ｔ１からパケット長ＬＡ１分の送信にかかる時間後の時刻Ｔ３（Ｔ３＞Ｔ１）において、ＵＬパケットの送信を終了（完了）する。
ＡＰ２０は、端末ＡからのＵＬパケットのプリアンブルを検出し、プリアンブル検出に成功すると、ヘッダフィールド（以下、単に「ヘッダ」とも称する。）を復号する。復号結果を基に、ＡＰ２０は、受信したＵＬパケットの送信元が端末Ａであることを識別する。
ＡＰ２０は、識別した送信元端末Ａに対して干渉とならない非干渉端末Ｆ宛の送信データを送信バッファに保持しているか否かを確認する。端末Ｆ宛の送信データを送信バッファに保持していれば、ＡＰ２０は、復号したヘッダに設定されているパケット長（ＬＡ１）から、端末Ａにとっての非干渉端末Ｆ宛に送信可能なＤＬパケットのサイズ（例えば、パケット長ＬＦ１）を計算する。
例えば、ＵＬパケットの送信元端末Ａの識別により当該端末Ａに対する非干渉端末Ｆが、非干渉端末リスト２１（図７参照）を基に識別されて、ＡＰ２０が、当該端末ＦへＤＬパケットを送信できる状態になった時刻がＴ２（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）であったとする。
この場合、ＡＰ２０は、時刻Ｔ２からＵＬパケットの受信終了タイミングに相当する時刻Ｔ３までに送信可能なＤＬパケットのパケット長ＬＦ１を計算する。そして、ＡＰ２０は、パケット長ＬＦ１に応じたデータ量の端末Ｆ宛の送信データを送信バッファから読み出して、端末Ｆ宛のパケット長ＬＦ１のＤＬパケットを生成し、端末Ｆ宛に送信する。これにより、端末Ｆ宛のＤＬパケットの送信終了タイミングが、端末ＡからのＵＬパケットの受信終了タイミング（時刻Ｔ３）に一致する。
ＡＰ２０は、自身の送信アンテナから送信しているＤＬ信号を受信アンテナで受信した信号からキャンセルすることで、端末ＡからのＵＬパケットを正しく受信できる。
ＵＬパケットの受信及びＤＬパケットの送信がそれぞれ時刻Ｔ３において完了してから、ＳＩＦＳ時間の経過を待って、例えば時刻Ｔ４において、ＡＰ２０は端末Ａに、端末ＦはＡＰ２０にそれぞれＡＣＫ信号を送信する。
ＵＬパケットの受信及びＤＬパケットの送信がそれぞれ同一時刻Ｔ３において完了するので、ＵＬパケット及びＤＬパケットそれぞれに対するＡＣＫ信号の送受信タイミングも一致する。
例えば、ＡＰ２０において、端末Ａ宛のＡＣＫ信号の送信タイミングと、端末ＦからのＡＣＫ信号の受信タイミングと、が一致する。したがって、上述したＤＬパケットのパケット長調整を実施しない場合に、例えば、ＡＰ２０において、端末Ｆ宛のＤＬパケットの送信と端末Ａ宛のＡＣＫ信号の送信とが重複して、両信号を送信できない状況を回避することができる。別言すると、時間リソースの無駄を低減してスループットを向上できる。
なお、ＡＰ２０は、自身が送信アンテナから端末Ａ宛に送信しているＡＣＫ信号を、受信アンテナで受信される信号からキャンセルすることで、端末ＦからＡＰ２０宛に送信されたＡＣＫ信号を正しく受信できる。
（送信パケット長調整処理の具体例）
次に、図８に例示した送信パケット長調整処理（Ｐ１８）の具体例について、図９のフローチャートを参照して説明する。
ＡＰ２０は、受信したパケットのヘッダの復号結果に含まれるパケット長から、当該受信パケットの受信が完了する時刻（受信終了タイミング）ｔ１を求めることができる。なお、時刻ｔ１は、例えば図１０に例示した時刻Ｔ３に相当する。
ここで、現在時刻を「ｔ２」、プリアンブル及びヘッダの合計長に相当する時間を「ｔ３」、１シンボル長に相当する時間を「ｔ４」、送信パケットの１シンボル当たりの送信ビット数を「ｍ」、符号化率を「Ｒ」でそれぞれ表すとする。この場合、ＡＰ２０は、送信可能なデータビット数ｂを、以下の数式１によって計算することができる（処理Ｐ３１）。
Figure 2016024356
ＡＰ２０は、式（１）によって計算される送信可能なデータビット数ｂと、現在時刻ｔ２において、送信バッファに保持しているデータビット数Ｂと、を比較する（処理Ｐ３２）。
比較の結果、送信バッファのデータビット数Ｂの方が送信可能なデータビット数ｂよりも大きければ（処理Ｐ３２でＹｅｓの場合）、ＡＰ２０は、送信データビット数をｂに決定する（処理Ｐ３３）。
そして、ＡＰ２０は、決定したビット数ｂの送信データを送信バッファから読み出して符号化率Ｒにて符号化する（処理Ｐ３４）。これにより、図１０に例示したように、受信パケットの受信終了タイミングに一致するパケット長の送信パケットを生成することができる。
一方、送信バッファのデータビット数Ｂが送信可能なデータビット数ｂ以下であった場合（処理Ｐ３２でＮｏの場合）、ＡＰ２０は、送信データビット数をＢに決定し（処理Ｐ３５）、当該ビット数Ｂの送信データを符号化率Ｒにて符号化する（処理Ｐ３６）。
送信バッファのデータビット数Ｂよりも送信可能なデータビット数ｂが大きければ、ＡＰ２０は、以下の数式２で計算されるビット数Ｄをダミービットとして送信パケットに挿入する。
Figure 2016024356
当該ダミービットの挿入によって、図１０に例示したように、受信パケットの受信終了タイミングに一致するパケット長の送信パケットを生成することができる。
（第２のケース）
次に、例えば図６において、ＡＰ２０が端末Ａ以外の或る端末３０宛のＤＬ信号を送信中に端末ＡがＡＰ２０宛にＵＬ信号を送信する第２のケースについて、図１１及び図１２を参照して説明する。
図１１は、第２のケースでの端末Ａの動作例を示すフローチャートであり、図１２は、第２のケースでのパケットの送受信タイミングの一例を示すタイミングチャートである。なお、図１１及び１２には、ＤＬ信号及びＵＬ信号が、それぞれ、パケットである場合について例示している。
図１１に例示するように、端末３０（例えば、端末Ａ）は、プリアンブルの検出可否によって、パケットを受信したか否かを判定する（処理Ｐ４１）。プリアンブルの検出に失敗した場合、端末Ａは、パケットを受信していないと判断して、その後の受信処理を行なわなくてよい（処理Ｐ４１のＮｏルート）。
一方、プリアンブルを検出した場合（処理Ｐ４１でＹｅｓの場合）、端末Ａは、ヘッダフィールドを復号して（処理Ｐ４２）、復号結果の宛先情報から識別される、受信パケットの宛先が自端末Ａ宛であるか否かを判定する（処理Ｐ４３）。
判定の結果、受信パケットが自端末Ａ宛であれば（処理Ｐ４３でＹｅｓの場合）、端末Ａは、当該パケットのデータフィールドの受信処理を行なう（処理Ｐ４４）。パケットの受信処理には、データフィールドの復調、及び、ＣＲＣ符号を用いた誤り訂正復号が含まれてよい。
受信パケットにＣＲＣエラーが無ければ（処理Ｐ４５のＮｏルート）、端末Ａは、ＳＩＦＳ時間の経過を待って（処理Ｐ４６）、ＡＰ２０宛にＡＣＫ信号を送信する（処理Ｐ４７）。ＣＲＣエラーが有った場合（処理Ｐ４５のＹｅｓルート）、端末Ａは、ＣＲＣエラーの有った受信パケットを破棄してパケット受信処理を終了してよい。
一方、受信パケットが自端末Ａ宛でなかった場合（処理Ｐ４３でＮｏの場合）、端末Ａは、当該受信パケット宛先が、干渉端末リスト３１（図７参照）に登録済みの、自端末Ａにとっての隣接端末（例えば、干渉端末Ｆ）宛か否かを判定する（処理Ｐ４８）。
判定の結果、受信パケットの宛先が自端末Ａにとっての干渉端末（例えば図６の端末Ｂや端末Ｈ）であった場合（処理Ｐ４８でＮｏの場合）、端末ＡがＡＰ２０宛にＵＬパケットを送信してしまうと、干渉端末宛のＤＬパケットと干渉（衝突）が生じ得る。そのため、端末Ａは、送信処理を終了してＵＬパケットの送信を抑止する。
一方、受信パケットが自端末Ａにとっての非干渉端末（例えば、端末Ｆ）宛であった場合（処理Ｐ４８でＹｅｓの場合）、端末Ａは、端末Ｆ宛のパケットのヘッダの復号結果から当該パケットのパケット長を識別する。
そして、端末Ａは、識別したパケット長から、端末Ｆ宛のパケットの受信終了タイミング、別言すると、ＡＰ２０による端末Ｆ宛のパケットの送信終了タイミングを算出する。算出した終了タイミングで、端末ＡからＡＰ２０へのＵＬパケットの送信が終了するように、端末Ａは、ＵＬパケットのパケット長を調整して（処理Ｐ４９）、ＵＬパケットをＡＰ２０宛に送信する（処理Ｐ５０）。なお、パケット長の調整処理は、図９に例示した処理Ｐ３１〜Ｐ３７と同様でよい。ＵＬのパケット長の調整は、ＵＬの信号長の調整の一例である。ＵＬのパケット長を調整することで、ＡＰ２０宛のＵＬ信号の送信期間を容易に制御できる。
ＵＬパケットの送信終了後、ＳＩＦＳ時間の経過を待って（処理Ｐ５１）、端末Ａは、当該ＵＬパケットに対するＡＣＫ信号がＡＰ２０から受信されるか否かを監視する（処理Ｐ５２）。
ＡＣＫ信号が受信されれば（処理Ｐ５２でＹｅｓの場合）、端末Ａは、ＵＬパケットの送信が正しく完了したと認識して処理を終了してよい。所定時間が経過しても、ＡＣ信号が受信されなければ（処理Ｐ５２でＮｏの場合）、端末Ａは、ＡＰ２０に対する再送制御等のバックオフ処理を実施してよい（処理Ｐ５３）。例えば、端末Ａは、ＡＰ２０からＡＣＫ信号を受信するまで、ＡＰ２０宛にパケットを再送してよい。
次に、図１２を参照して、第２のケースでの送信パケット長調整処理の一例をタイミングチャートにて模式的に示す。なお、図１２において、端末Ａと端末Ｆとは「隠れ端末」の関係にあり、互いに非隣接端末に相当する。
ＡＰ２０は、時刻Ｔ１１において、端末Ｆ宛にＤＬパケットの送信を開始する。当該ＤＬパケットのパケット長は、例示的にＬＦ２（ＬＦ２は正の実数）である。したがって、ＡＰ２０は、時刻Ｔ１からパケット長ＬＦ２分の送信にかかる時間後の時刻Ｔ１３（Ｔ１３＞Ｔ１１）において、ＤＬパケットの送信を終了（完了）する。
一方、端末Ａは、端末Ｆ宛のＤＬパケットをプリアンブル検出によって受信すると、ヘッダの復号結果から受信パケットが自端末Ａにとっての非干渉端末Ｆ宛のＤＬパケットであると判断する。
そして、端末Ａは、復号したヘッダに設定されているパケット長ＬＦ２から、端末Ｆ宛のＤＬパケットの終了時刻Ｔ１３を計算し、当該終了時刻Ｔ１３までにＡＰ２０宛に送信可能なパケットサイズ（例えば、パケット長ＬＡ２）を計算する。
例えば、端末Ａにおいて、ＡＰ２０宛の送信データが生じ、ＡＰ２０宛のＵＬパケットを送信できる状態になった時刻がＴ１２（Ｔ１１＜Ｔ１２＜Ｔ１３）であったとする。
この場合、端末Ａは、時刻Ｔ１２から端末Ｆ宛のＤＬパケットの終了タイミングに相当する時刻Ｔ１３までに送信可能なＵＬパケットのパケット長ＬＡ２を計算する。そして、端末Ａは、パケット長ＬＡ２に応じたデータ量のＡＰ２０宛の送信データを送信バッファから読み出して、ＡＰ２０宛のパケット長ＬＡ２のＵＬパケットを生成し、ＡＰ２０宛に送信する。これにより、ＡＰ２０宛のＵＬパケットの送信終了タイミングが、端末Ｆ宛のＤＬパケットの終了タイミング（時刻Ｔ１３）に一致する。
ＡＰ２０は、自身の送信アンテナから送信している端末Ｆ宛のＤＬ信号を受信アンテナで受信した信号からキャンセルすることで、端末ＡからのＵＬ信号を正しく受信できる。
ＤＬパケットの送信及びＵＬパケットの受信がそれぞれ時刻Ｔ１３において完了してから、ＳＩＦＳ時間の経過を待って、例えば時刻Ｔ１４において、端末ＦはＡＰ２０宛に、ＡＰ２０は端末Ａ宛に、それぞれＡＣＫ信号を送信する。
ＤＬパケットの送信及びＵＬパケットの受信がそれぞれ同一時刻Ｔ１３において完了するので、ＤＬパケット及びＵＬパケットそれぞれに対するＡＣＫ信号の送受信タイミングも一致する。
例えば、ＡＰ２０において、端末ＦからのＡＣＫ信号の受信タイミングと、端末Ａ宛のＡＣＫ信号の送信タイミングと、が一致する。したがって、端末ＡがＵＬパケットのパケット長調整を実施しない場合に、例えば、ＡＰ２０において、端末Ｆ宛のＤＬパケットの送信と端末Ａ宛のＡＣＫ信号の送信とが重複して、両信号を送信できない状況を回避することができる。別言すると、時間リソースの無駄を低減してスループットを向上できる。
なお、ＡＰ２０は、自身が送信アンテナから端末Ａ宛に送信しているＡＣＫ信号を、受信アンテナで受信される信号からキャンセルすることで、端末ＦからＡＰ２０宛に送信されたＡＣＫ信号を正しく受信できる。
以上のように、上述した第１及び第２のケースを含む実施形態によれば、端末３０が互いに電波干渉し得る他の干渉端末３０の情報をＡＰ２０に通知し、ＡＰ２０が、通知された情報を基に、互いに電波干渉しない端末３０を選んで全二重通信を行なう。
別言すると、ＡＰ２０による全二重通信において、送信と受信とを同一期間に実施する端末３０の選択を最適化することができる。
例えば、ＡＰ２０は、或る端末３０からのＵＬ信号の受信中に、当該端末３０にとっての非干渉端末３０を宛先に選んでＤＬ信号を送信できる。
また、端末３０は、ＡＰ２０から送信されているＤＬ信号の宛先が自端末３０にとっての非干渉端末３０である時間を選んでＡＰ２０宛にＵＬ信号を送信できる。別言すると、無線通信システム１において、ＡＰ２０から送信されているＤＬ信号の宛先端末３０に対して干渉しない非干渉端末３０が、ＵＬ信号を送信可能な端末３０に選ばれる。
このようにして、無線通信システム１のスループットの向上を図ることができる。
例えば、無線通信システム１におけるＵＬの通信時間を「ＴＵＬ」、ＵＬのビットレートを「ＢＵＬ」、ＤＬの通信時間を「ＴＤＬ」、ＤＬのビットレートを「ＢＤＬ」で表すとき、半二重通信のＤＬスループットは、ＴＤＬＢＤＬ／ＴＤＬ＝ＢＤＬとなる。また、半二重通信のＵＬスループットは、ＴＵＬＢＵＬ／ＴＵＬ＝ＢＵＬとなる。
これに対し、上述したＡＰ２０による全二重通信によれば、ＵＬの通信時間ＴＵＬ及びＤＬの通信時間ＴＤＬのそれぞれの時間リソースにおいて信号を送受信できるので、ＤＬスループットは、（ＴＤＬ＋ＴＵＬ）ＢＤＬ／ＴＤＬ＝（１＋ＴＵＬ／ＴＤＬ）ＢＤＬとなる。また、ＵＬスループットは、（ＴＤＬ＋ＴＵＬ）ＢＵＬ／ＴＵＬ＝（１＋ＴＤＬ／ＴＵＬ）ＢＵＬとなる。
したがって、半二重通信に比べて、ＤＬスループットは１＋ＴＵＬ／ＴＤＬ倍にでき、ＵＬスループットは１＋ＴＤＬ／ＴＵＬ倍にできる。ＵＬの通信時間ＴＵＬと、ＤＬの通信時間ＴＤＬと、が同じ時間であれば、ＤＬ及びＵＬのスループットは、それぞれ、２倍になる。
（ＡＰ２０及び端末３０の構成例）
次に、図１３〜図１６を参照して、上述したＡＰ２０及び端末３０の構成例について説明する。なお、図１３は、ＡＰ２０の機能的な構成例を示す機能ブロック図であり、図１４は、端末３０の機能的な構成例を示す機能ブロック図である。また、図１５は、ＡＰ２０のハードウェア構成例を示すブロック図であり、図１６は、端末３０のハードウェア構成例を示すブロック図である。
（ＡＰ２０の機能的構成例）
図１３に示すＡＰ２０は、例示的に、受信アンテナ２０１、受信アンプ２０２、受信ミキサ（乗算器）２０３、ローカル発振器２０４、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２０５、データ受信部２０６、及び、受信パケット長識別部２０７を備える。
また、ＡＰ２０は、例示的に、送信元端末識別部２０８、隣接端末情報収集部２０９、隣接端末リスト生成部２１０、送信先端末決定部２１１、送信パケット調整部２１２、送信パケット生成部２１３を備える。更に、ＡＰ２０は、例示的に、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）２１４、送信ミキサ（乗算器）２１５、送信アンプ２１６、及び、送信アンテナ２１７を備える。
受信アンテナ２０１は、空間に電波として放射された信号を受信する。
受信アンプ２０２は、受信アンテナ２０１で受信された信号を増幅する。受信アンプ２０２は、例示的に、低雑音増幅器（ＬＮＡ）であってよい。
受信ミキサ２０３は、受信アンプ２０２で増幅された受信信号に、ローカル発振器２０４の出力信号をミキシングする（乗じる）ことで、無線周波数（ＲＦ）の受信信号をベースバンド信号に周波数変換（「ダウンコンバート」と称してよい。）する。
ローカル発振器２０４は、上記のダウンコンバートと、送信ミキサ２１５による周波数変換（「アップコンバート」と称してよい。）と、に用いられる、連続波の交流信号を発振、出力する。
ＡＤＣ２０５は、受信ミキサ２０３にてベースバンド信号にダウンコンバートされた受信アナログ信号をデジタル信号に変換する。
データ受信部２０６は、例示的に、ＡＤＣ２０５によって得られた受信デジタル信号についてプリアンブル検出を行ない、ヘッダの復号を行なう。
受信パケット長識別部２０７は、データ受信部２０６でのヘッダの復号結果から、受信デジタル信号であるパケットのパケット長を識別する。識別されたパケット長は、例えば、送信パケット長調整部２１２に通知される。
送信元端末識別部２０８は、データ受信部２０６でのヘッダの復号結果から、受信したパケットの送信元端末３０を識別する。識別した送信元端末３０の情報は、例えば、送信先端末決定部２１１に通知される。
隣接端末情報収集部２０９は、例示的に、ＡＤＣ２０５により得られた受信デジタル信号から、各端末３０が検出、送信した干渉端末リスト３１を収集して隣接端末リスト生成部２１０へ送信する。
隣接端末リスト生成部２１０は、隣接端末情報収集部２０９から受信した干渉端末リスト３１を基に、図７に例示した干渉端末リスト２１を生成する。生成された干渉端末リスト２１は、例えば、送信先端末決定部２１１に与えられる。
データ受信部２０６、受信パケット長識別部２０７、送信元端末識別部２０８、隣接端末情報収集部２０９、及び、隣接端末リスト生成部２１０は、端末３０が送信したＵＬ信号を受信する受信部（又は受信系）の一例に相当すると捉えてよい。当該受信部には、受信アンテナ２０１、受信アンプ、受信ミキサ２０３及びＡＤＣ２０５が含まれてもよい。
送信先端末決定部２１１は、干渉端末リスト２１を基に、既述の第１のケースにおいて、ＵＬ信号の受信に応じてＤＬ信号を送信しても当該ＵＬ信号に干渉しない非干渉端末３０を選択、決定する。
送信パケット長調整部２１２は、図８〜図１０にて既述のように、非干渉端末３０宛に送信するＤＬパケットのパケット長を調整する。例えば、送信パケット長調整部２１２は、受信パケット長識別部２０７で識別されたＵＬの受信パケット長から、当該パケットの受信終了タイミングを算出する。
そして、送信パケット長調整部２１２は、算出した受信終了タイミングで、送信先端末決定部２１１で決定した非干渉端末３０宛のＤＬパケットの送信が終了するように、非干渉端末３０宛のＤＬパケットのパケット長（別言すると、送信データ量）を調整する。
送信パケット生成部２１３は、送信パケット長調整部２１２によって調整されたデータ量の送信データをデータフィールドに含む送信（ＤＬ）パケットを生成する。また、送信パケット生成部２１３は、データフィールドに対して、送信元及び宛先を示すアドレス情報を含むヘッダフィールドを付加する。
送信先端末決定部２１１、送信パケット長調整部２１２及び送信パケット生成部２１３は、端末３０宛のＤＬのパケット（データ）を送信する送信部（又は送信系）の一例に相当すると捉えてよい。
当該送信部は、第１の端末３０からの第１の信号の一例であるＵＬ信号の受信に応じて、当該第１の端末３０の無線通信エリア外に位置する第２の端末３０宛に第２の信号の一例であるＤＬ信号を送信する送信制御部の一例に相当すると捉えてもよい。なお、送信部には、ＤＡＣ２１４、送信ミキサ２１５、送信アンプ２１６及び送信アンテナ２１７が含まれてもよい。
ＤＡＣ２１４は、送信パケット生成部２１３で生成された送信デジタル信号であるＤＬパケットをアナログ信号に変換する。
送信ミキサ２１５は、ＤＡＣ２１４の出力信号に、ローカル発振器２０４の出力信号をミキシングすることにより、ＤＬの送信アナログ信号を無線信号にアップコンバートする。
送信アンプ２１６は、送信ミキサ２１５で無線信号にアップコンバートされたＤＬの送信信号を規定の送信電力に増幅する。送信アンプ２１６は、例示的に、高出力電力増幅（ＨＰＡ）であってよい。また、送信アンプ２１６の送信電力は、可変制御されてよい。
送信アンテナ２１７は、送信アンプ２１６で増幅されたＤＬの送信信号を無線電波として空間に放射する。
（ＡＰ２０のハードウェア構成例）
次に、図１４を参照してＡＰ２０のハードウェア構成例を説明する。図１４に示すＡＰ２０は、図１３に例示した構成に比して、プロセッサ２２１及びメモリ２２２を備える点が異なる。
プロセッサ２２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の演算能力を備えた演算装置の一例であり、ＡＰ２０の全体的な動作を制御する。演算装置は、プロセッサデバイスあるいはプロセッサ回路と称してもよい。
プロセッサ２２１が、メモリ２２２に記憶されたプログラムやデータを読み取って動作することによって、図１３に例示した各部２０６〜２１３の機能が具現される。
メモリ２２２は、上記のプログラムやデータを記憶する記憶デバイスの一例であり、ＲＡＭ（Random Access Memory）やハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等であってよい。メモリ２２２に、図７に例示した干渉端末リスト２１が記憶される。また、メモリ２２２において、既述の送信バッファが構成される。当該送信バッファに保持されている送信データ量が、送信可能なデータ量よりも少なければ、図９にて既述のダミービットによるパケット長調整が行なわれる。
（端末３０の機能的構成例）
次に、図１５を参照して、端末３０の機能的な構成例を説明する。図１５に示す端末３０は、例示的に、送受信アンテナ３０１、アンテナ共用器３１７、受信アンプ３０２、受信ミキサ（乗算器）３０３、ローカル発振器３０４、ＡＤＣ３０５、データ受信部３０６、及び、受信パケット長識別部３０７を備える。
また、端末３０は、例示的に、送信宛先識別部３０８、隣接端末情報生成部３０９、隣接端末リスト生成部３１０、送信可否決定部３１１、送信パケット調整部３１２、送信パケット生成部３１３を備える。更に、端末３０は、例示的に、ＤＡＣ３１４、送信ミキサ（乗算器）３１５、及び、送信アンプ３１６を備える。
送受信アンテナ３０１は、送信アンプ３１６から出力されるＵＬの送信信号を無線電波として空間に放射し、また、無線電波として空間に無線電波として放射されたＤＬの信号を受信する。
アンテナ共用器３１７は、送受信アンテナ３０１で受信されたＤＬの信号を受信アンプ３０３へ出力し、送信アンプ３１６から出力されたＵＬの信号を送受信アンテナ３０１へ出力する。
受信アンプ３０２は、送受信アンテナ３０１で受信されアンテナ共用器３１７から入力される受信信号を増幅する。受信アンプ３０２は、例示的に、低雑音増幅器（ＬＮＡ）であってよい。
受信ミキサ３０３は、受信アンプ３０２で増幅された受信信号に、ローカル発振器３０４の出力信号をミキシングする（乗じる）ことで、無線周波数（ＲＦ）の受信信号をベースバンド信号に周波数変換（ダウンコンバート）する。
ローカル発振器３０４は、上記のダウンコンバートと、送信ミキサ３１５による周波数変換（アップコンバート）と、に用いられる、連続波の交流信号を発振、出力する。
ＡＤＣ３０５は、受信ミキサ３０３にてベースバンド信号にダウンコンバートされた受信アナログ信号をデジタル信号に変換する。
データ受信部３０６は、例示的に、ＡＤＣ３０５によって得られた受信デジタル信号についてプリアンブル検出を行ない、ヘッダの復号を行なう。
受信パケット長識別部３０７は、データ受信部３０６でのヘッダの復号結果から、受信デジタル信号であるパケットのパケット長を識別する。識別されたパケット長は、例えば、送信パケット長調整部３１２に通知される。
送信宛先識別部３０８は、データ受信部３０６でのヘッダの復号結果から、受信したパケットの宛先端末３０を識別する。識別した宛先端末３０の情報は、例えば、送信可否決定部３１１に通知される。
隣接端末情報生成部３０９は、例示的に、ＡＤＣ３０５により得られた受信デジタル信号から、自端末３０と「非隠れ端末」の関係にある隣接端末（干渉端末）３０を検出、生成する。
隣接端末リスト生成部３１０は、隣接端末情報生成部３０９で生成された隣接端末の情報を基に、干渉端末リスト３１（図７参照）を生成する。生成された干渉端末リスト３１は、例えば、送信可否決定部２１１と、送信パケット生成部３１３と、に与えられる。
データ受信部３０６、受信パケット長識別部３０７、送信宛先識別部３０８、隣接端末情報生成部３０９、及び、隣接端末リスト生成部３１０は、ＡＰ２０が送信したＤＬ信号を受信する受信部（又は受信系）の一例に相当すると捉えてよい。当該受信部には、送受信アンテナ３０１、受信アンプ３０２、受信ミキサ３０３及びＡＤＣ３０５が含まれてもよい。
送信可否決定部３１１は、干渉端末リスト３１を基に、既述の第２のケースにおいて、送信宛先識別部３０８で識別された受信ＤＬ信号の宛先端末３０が、干渉端末リスト３１に干渉端末３０として登録されているか否かを判定する。
そして、送信可否決定部３１１は、受信ＤＬ信号の宛先端末３０が干渉端末３０でなければ、ＡＰ２０宛のＵＬ信号の送信を決定し、受信ＤＬ信号の宛先端末３０が干渉端末３０であれば、ＡＰ宛のＵＬ信号の送信を抑止する。
送信パケット長調整部３１２は、図１１、図１２、図９にて既述のように、ＡＰ２０宛に送信するＵＬパケットのパケット長を調整する。例えば、送信パケット長調整部３１２は、受信パケット長識別部３０７で識別されたＤＬの受信パケット長から、当該パケットの受信終了タイミングを算出する。
そして、送信パケット長調整部３１２は、算出した受信終了タイミングで、ＡＰ２０宛のＵＬパケットの送信が終了するように、ＡＰ２０宛のＵＬパケットのパケット長（別言すると、送信データ量）を調整する。
送信パケット生成部３１３は、送信パケット長調整部３１２によって調整されたデータ量の送信データをデータフィールドに含む送信（ＵＬ）パケットを生成する。また、送信パケット生成部３１３は、データフィールドに対して、送信元及び宛先を示すアドレス情報を含むヘッダフィールドを付加する。
送信可否決定部３１１、送信パケット長調整部３１２及び送信パケット生成部３１３は、ＡＰ２０へＵＬ信号を送信する送信部（又は送信系）の一例に相当すると捉えてよい。当該送信部は、第１の信号の一例であるＤＬ信号の宛先が、第１の端末の一例である自端末３０の無線通信エリア外に位置する第２の端末３０であることを検出すると、ＡＰ２０へ第２の信号の一例であるＵＬ信号を送信する送信制御部の一例に相当してよい。なお、送信部には、ＤＡＣ３１４、送信ミキサ３１５、送信アンプ３１７、及び、送受信アンテナ３０１が含まれてよい。
ＤＡＣ３１４は、送信パケット生成部３１３で生成された送信デジタル信号であるＵＬパケットをアナログ信号に変換する。
送信ミキサ３１５は、ＤＡＣ３１４の出力信号に、ローカル発振器３０４の出力信号をミキシングすることにより、ＵＬの送信アナログ信号を無線信号にアップコンバートする。
送信アンプ３１６は、送信ミキサ３１５で無線信号にアップコンバートされたＵＬの送信信号を規定の送信電力に増幅する。送信アンプ３１６は、例示的に、ＨＰＡであってよい。また、送信アンプ３１６の送信電力は、可変制御されてよい。
送信アンプ３１６で増幅されたＵＬの送信信号は、アンテナ共用器３１７を通じて送受信アンテナ３０１に出力され、送受信アンテナ３０１から無線電波として空間に放射される。
（端末３０のハードウェア構成例）
次に、図１６を参照して端末３０のハードウェア構成例を説明する。図１６に示す端末３０は、図１５に例示した構成に比して、プロセッサ３２１及びメモリ３２２を備える点が異なる。
プロセッサ３２１は、ＣＰＵやＤＳＰ等の演算能力を備えた演算装置の一例であり、端末３０の全体的な動作を制御する。
プロセッサ３２１が、メモリ３２２に記憶されたプログラムやデータを読み取って動作することによって、図１５に例示した各部３０６〜３１３の機能が具現される。
メモリ３２２は、上記のプログラムやデータを記憶する記憶デバイスの一例であり、ＲＡＭやＨＤＤ等であってよい。メモリ３２２に、干渉端末リスト３１（図７参照）が記憶される。また、メモリ３２２において、既述の送信バッファが構成される。当該送信バッファに保持されている送信データ量が、送信可能なデータ量よりも少なければ、図９にて既述のダミービットによるパケット長調整が行なわれる。
なお、図１６中に、点線で示すように、端末３０には、センサ３２３が備えられていてもよい。センサ３２３は、温度、湿度、圧力、位置、変位、距離、速度、加速度、角速度、電圧、電流、磁気、光等の物理量を単独あるいは複合的にセンシング（測定）する。
センサ３２３の測定結果は、例えば、プロセッサ３２１に与えられて、送受信アンテナ３０１から送信されてよい。別言すると、センサ３２３を備える端末３０は、無線通信機能を具備したセンサデバイスやメータ（測定器）に相当すると捉えてよい。なお、センサは、ＡＰ２０にも備えられていて構わない。別言すると、ＡＰ２０が、無線通信機能を具備したセンサデバイスやメータ（測定器）に相当してもよい。
１ 無線通信システム（無線ＬＡＮ）
２０ アクセスポイント（ＡＰ）
２１ 干渉端末リスト（隣接端末リスト）
２００ 無線通信エリア
２０１ 受信アンテナ
２０２ 受信アンプ
２０３ 受信ミキサ（乗算器）
２０４ ローカル発振器
２０５ アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）
２０６ データ受信部
２０７ 受信パケット長識別部
２０８ 送信元端末識別部
２０９ 隣接端末情報収集部
２１０ 隣接端末リスト生成部
２１１ 送信先端末決定部
２１２ 送信パケット調整部
２１３ 送信パケット生成部
２１４ デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）
２１５ 送信ミキサ（乗算器）
２１６ 送信アンプ
２１７ 送信アンテナ
３０−１〜３０−Ｎ 無線機器（端末）
３１ 干渉端末リスト（隣接端末リスト）
３００−１，３００−２ 無線通信エリア
３０１ 送受信アンテナ
３０２ 受信アンプ
３０３ 受信ミキサ（乗算器）
３０４ ローカル発振器
３０５ ＡＤＣ
３０６ データ受信部
３０７ 受信パケット長識別部
３０８ 送信宛先識別部
３０９ 隣接端末情報生成部
３１０ 隣接端末リスト生成部
３１１ 送信可否決定部
３１２ 送信パケット調整部
３１３ 送信パケット生成部
３１４ ＤＡＣ
３１５ 送信ミキサ（乗算器）
３１６ 送信アンプ
３１７ アンテナ共用器
３２１ プロセッサ
３２２ メモリ
３２３ センサ

Claims (17)

  1. アクセスポイントと、
    前記アクセスポイントと無線通信する複数の無線機器と、を備え、
    前記アクセスポイントは、
    第１の無線機器が送信した第１の信号の受信に応じて、前記第１の無線機器の無線通信エリア外に位置する第２の無線機器宛の第２の信号を送信する、無線通信システム。
  2. 前記アクセスポイントは、
    前記第１の信号の受信終了タイミングで前記第２の信号の送信が終了するように、前記第２の信号の送信期間を制御する、請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 前記複数の無線機器は、それぞれの無線通信エリアに位置する他の無線機器の情報を前記アクセスポイントに送信し、
    前記アクセスポイントは、
    前記無線機器の情報に基づいて、前記第１の無線機器の無線通信エリア外に位置する前記第２の無線機器を判定する、請求項１又は２に記載の無線通信システム。
  4. アクセスポイントと、
    前記アクセスポイントと無線通信する複数の無線機器と、を備え、
    第１の無線機器は、
    前記第１の無線機器の無線通信エリア外に位置する第２の無線機器宛に前記アクセスポイントが送信した第１の信号の受信に応じて、前記アクセスポイントへ第２の信号を送信する、無線通信システム。
  5. 前記第１の無線機器は、
    前記第１の信号の受信終了タイミングで前記第２の信号の送信が終了するように、前記第２の信号の送信期間を制御する、請求項４に記載の無線通信システム。
  6. 前記第１の無線機器は、
    前記第１の無線機器の無線通信エリアに位置する他の無線機器の情報を検出し、
    前記無線機器の情報に基づいて、前記第１の無線機器の無線通信エリア外に位置する前記第２の無線機器を判定する、請求項４又は５に記載の無線通信システム。
  7. アクセスポイントと、前記アクセスポイントと無線通信する複数の無線機器と、を備えた無線通信システムの通信方法であって、
    前記アクセスポイントは、
    第１の無線機器が送信した第１の信号を受信し、
    前記第１の信号の受信に応じて、前記第１の無線機器の無線通信エリア外に位置する第２の無線機器宛の第２の信号を送信する、無線通信システムの通信方法。
  8. 複数の無線機器と無線通信が可能なアクセスポイントであって、
    第１の無線機器が送信した第１の信号を受信する受信部と、
    前記第１の信号の受信に応じて、前記第１の無線機器の無線通信エリア外に位置する第２の無線機器宛に第２の信号を送信する送信制御部と、を備えた、アクセスポイント。
  9. 前記送信制御部は、
    前記第１の信号の受信終了タイミングで前記第２の信号の送信が終了するように、前記第２の信号の送信期間を制御する、請求項８に記載のアクセスポイント。
  10. 前記送信期間の制御は、前記第２の信号の信号長を調整することを含む、請求項９に記載のアクセスポイント。
  11. 前記送信制御部は、
    前記第１の信号の受信終了タイミング後に、前記第１の信号の確認応答信号を前記第１の無線機器宛に送信し、
    前記受信部は、前記確認応答信号の送信中に前記第２の無線機器から前記第２の信号の確認応答信号を受信する、請求項９又は１０に記載のアクセスポイント。
  12. 前記受信部は、
    前記複数の無線機器から、それぞれの無線通信エリアに位置する他の無線機器の情報を受信し、
    前記送信制御部は、
    受信した前記無線機器の情報に基づいて、前記第１の無線機器の無線通信エリア外に位置する前記第２の無線機器を判定する、請求項８〜１１のいずれか１項に記載のアクセスポイント。
  13. アクセスポイントと無線通信する無線機器であって、
    前記アクセスポイントが送信した第１の信号を受信する受信部と、
    前記第１の信号の宛先が、第１の無線機器である前記無線機器の無線通信エリア外に位置する第２の無線機器であることを検出すると、前記アクセスポイントへ第２の信号を送信する送信制御部と、を備えた無線機器。
  14. 前記送信制御部は、
    前記第１の信号の受信終了タイミングで前記第２の信号の送信が終了するように、前記第２の信号の送信期間を制御する、請求項１３に記載の無線機器。
  15. 前記送信期間の制御は、前記第２の信号の信号長を調整することを含む、請求項１４に記載の無線機器。
  16. 前記受信部は、
    前記第２の信号の送信終了タイミング後に、前記アクセスポイントが、前記第２の無線機器から前記第１の信号の確認応答信号を受信している期間に送信した、前記第２の信号の確認応答信号を受信する、請求項１４又は１５に記載の無線機器。
  17. 前記受信部は、前記第１の無線機器の無線通信エリアに位置する他の無線機器の情報を検出し、
    前記送信制御部は、前記無線機器の情報に基づいて、前記第２の無線機器が前記第１の無線機器の無線通信エリアに位置しないことを検出する、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の無線機器。
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