JPWO2016080335A1 - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】問い合わせに要するオーバーヘッドが必要以上に増大するのを防止して、システムスループットを向上させる。【解決手段】本発明の実施形態としての無線通信用集積回路は、ベースバンド集積回路を備える。前記ベースバンド集積回路は、自装置と接続を確立している他の無線通信装置の台数に応じて、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）に従ってキャリアセンスを行う際のバックオフ時間に関するパラメータ情報を決定し、ＲＦ集積回路を介して、応答フレームを前記パラメータ情報に従って送信することを指示する第１フレームを送信する。

Description

本発明の実施形態は、無線通信用集積回路、無線通信端末および無線通信方法に関する。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘで検討されているアップリンクマルチユーザＭＩＭＯ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ：ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ）送信では、アクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ：ＡＰ）が、アップリンク送信を許可する複数の無線端末に対し、アップリンク送信のためのトリガフレームの送信が必要となる。トリガフレームを受信した無線端末は、トリガフレームの受信から一定時間後にアップリンク送信を行う。これにより、複数の無線端末から同時にアップリンク送信が行われる。

ＡＰが、アップリンク送信用のデータを保有していない無線端末に対しアップリンク送信を許可しても、その無線端末からのデータ送信は行われないことから、そのような無線端末にアップリンク送信を許可した場合、その分の無線リソースが無駄になってしまう。このためＡＰが、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ開始前に事前に、アップリンク送信用のデータがあるか否かを問い合わせる方法が考えられている。ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ開始前に、アップリンク送信用のデータを有しているかを予め問い合わせることにより、ＡＰは、確実にアップリンク送信用のデータを保有している無線端末に対して、送信許可を与えることが可能となる。

その一方で、このような問い合わせは、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ開始を遅らせ、オーバーヘッド増加（ＭＡＣ効率の低下）にも繋がってしまう。

また、ＡＰは、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信時に、アップリンク送信を許可する無線端末の選択候補として、多くの無線端末の中から選択可能なほど、組み合わせ候補が多くなる。このため、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信により適した組み合わせの無線端末選択が可能となる（ユーザ相関、フレーム長、電力差などの観点で）が、そのためには、多くの無線端末に対し、より適した組み合わせを行うための問い合わせが必要になり、その分、オーバーヘッドの増加に繋がる。

特表２０１１−５２８２１８号公報

ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１ａｃ（ＴＭ）−２０１３ ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１（ＴＭ）−２０１２

本発明の実施形態は、問い合わせに要するオーバーヘッドが増大するのを防止することを目的とする。

本発明の実施形態としての無線通信用集積回路は、ベースバンド集積回路を備える。前記ベースバンド集積回路は、自装置と接続を確立している他の無線通信装置の台数に応じて、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）に従ってキャリアセンスを行う際のバックオフ時間に関するパラメータ情報を決定し、ＲＦ集積回路を介して、応答フレームを前記パラメータ情報に従って送信することを指示する第１フレームを送信する。

第１の実施形態に係る無線通信システムを示す図。 アクセスポイントおよび無線端末間の動作シーケンスの例を示す図。 問い合わせフレームのフレームフォーマット例を示す図。 端末数と、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの関係を定めたテーブルを示す図。 要求フレームのフォーマット例を示す図。 制限時間フィールドを追加した要求フレームのフォーマット例を示す図。 通知フレームのフォーマットの一例を示す図。 共通情報フィールドを追加した通知フレームの例を示す図。 送信データ有無ビットフィールドを設けた要求フレームの例を示す図。 グループＩＤフィールドを設けた問い合わせフレームの例を示す図。 アクセスポイントに搭載される無線通信装置の機能ブロック図。 無線端末に搭載される無線通信装置の機能ブロック図。 第１の実施形態に係るアクセスポイントの動作のフローチャート。 第１の実施形態に係る無線端末の動作を示すフローチャート。 第２の実施形態に係る動作シーケンスの例を示す図。 ＣＷ＿ｍａｘフィールドを含まない問い合わせフレームの例を示す図。 端末情報フィールドを含まない問い合わせフレームの例を示す図。 ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘフィールドを省略した問い合わせフレームの例を示す図。 第５の実施形態に係る無線端末の動作を示すフローチャートである。 第６の実施形態に係る動作シーケンスの例を示す図。 第７の実施形態に係る端末またはアクセスポイントの全体構成例を示す図。 第７の実施形態に係るアクセスポイントまたは端末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。 第８の実施形態に係る無線機器の斜視図。 第８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。 ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信で使用する物理パケットの概略フォーマット例を示す図。 リソースユニットの割り当てを説明するための図。 リソースユニットの形態を説明するための図。

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。無線ＬＡＮの規格して知られているＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１ＴＭ−２０１２およびＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１ａｃＴＭ−２０１３は、本明細書においてその全てが参照によって組み込まれる（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ｂｙ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）ものとする。

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。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線通信システムを示す。

図１の無線通信システムは、アクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ：ＡＰ）１１と、複数の無線端１、２、３、４とを具備した無線ネットワークである。アクセスポイント１１も、無線端末の一形態である。アクセスポイント１１と各無線端末１〜４は、アクセス制御としてＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）に従って、フレームの送受信を行う。ここでは、アクセスポイント１１と各無線端末１〜４は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って無線通信を行うものとするが、これに限定されるものではない。

アクセスポイント１１は、複数のアンテナを備え、図１の例では、４つのアンテナ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄを備える。アクセスポイント１１は、無線端末１〜４と無線通信するための無線通信装置を搭載する。無線通信装置は、無線端末１〜４と信号を送受信する無線通信部またはＲＦ集積回路と、無線通信部を介して無線端末１〜４とフレームを送受信することで、複数の無線端末１〜４との通信を制御する制御部またはベースバンド集積回路とを備える。

各無線端末１〜４は、それぞれ１つまたは複数のアンテナを備える。図１の例では、各無線端末１〜４は、それぞれ１本のアンテナ１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａを備える。各無線端末は、アクセスポイント１１と無線通信するための無線通信装置を搭載する。無線通信装置は、アクセスポイント１１と信号を送受信する無線通信部またはＲＦ集積回路と、無線通信部を介してアクセスポイント１１とフレームを送受信することで、アクセスポイント１１との通信を制御する制御部またはベースバンド集積回路とを備える。

アクセスポイント１１は、無線ネットワーク（第１ネットワークと呼ぶ）を形成し、アクセスポイント１１と通信する無線端末は、この無線ネットワークに属する必要がある。アクセスポイント１１は、この無線ネットワークとは別の、有線または無線の他のネットワーク（第２ネットワークと呼ぶ）に接続されてもよい。アクセスポイント１１は、これら第１ネットワークおよび第２ネットワーク間の通信を中継したり、第１ネットワークに属する複数の無線端末間の通信を中継したりする。各無線端末１〜４で発生したデータフレームは、アクセスポイント１１に無線送信され、アクセスポイント１１は、該データフレームを、その宛先に応じて第１ネットワークの他に無線端末に送信したり、第２ネットワークに転送したりする。

本実施形態では、複数の無線端末で発生したデータフレームをアクセスポイント１１に送信する際、マルチユーザ（Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ）多重で送信することが可能である。アップリンクのマルチユーザ多重方式として、アップリンクマルチユーザＭＩＭＯ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ：ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ）、またはアップリンクの直交周波数分割多元接続（ＵＬ−ＯＦＤＭＡ：Ｕｐｌｉｎｋ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）で送信することを可能としている。ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信では、複数の無線端末から空間多重で（同一周波数帯域で同時に）フレームを送信し、アクセスポイント１１がこれらのフレームを同時に受信し、ＭＩＭＯ復調することで、各無線端末のフレームに分離する。ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信では、このように複数の無線端末から、同時にフレームを送信出来るため、システムスループットを向上させることができる。

ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行うため、アクセスポイント１１は、自装置のアンテナと各無線端末のアンテナとの間の伝搬路情報として、アップリンクの伝搬路応答の情報を取得しておくものとする。例えば、アクセスポイント１１は、各無線端末に伝搬路推定用のフレーム（既知のビットパターンまたはシンボルパターンを含む）を送信させ、アクセスポイント１１が各無線端末から受信したフレームの信号に基づき、アップリンクの伝搬路応答を推定する。アクセスポイント１１では、推定したアップリンクの伝搬路応答から受信ウェイトを算出し、受信ウェイトを用いてＭＩＭＯ復調を行う。アップリンクの伝搬路応答を取得する方法は任意でよく、ここで述べた方法に限定されるものではない。

ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信では、アクセスポイント１１は、各無線端末から送信されるフレームを複数のアンテナで、空間多重で受信し、事前に取得した伝搬路応答から算出される受信ウェイトに基づき、受信信号をＭＩＭＯ復調することで、各フレームに分離する。この際、ＺＦ（Ｚｅｒｏ−Ｆｏｒｃｉｎｇ）法、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）法、または、最尤推定法など、任意の手法を用いることができる。各無線端末では、予め定められたタイミングでフレームを送信することで、各無線端末から空間多重でフレームが送信される。

ここでは事前に伝搬路応答を取得する場合を示したが、伝搬路応答は各無線端末から送信されるフレームの物理ヘッダに伝搬路推定用のプリアンブル信号を設定し、各無線端末から同時に受信されるフレームのプリアンブル信号を用いて推定してもよい。この際、各無線端末から送信するプリアンブル信号は互いに直交するようにしておくことにより、アクセスポイントでは各プリアンブル信号を分離して取得でき、よって、各無線端末の伝搬路応答を推定できる。プリアンブル信号より後のフィールド部分は、伝搬路応答を利用して復号できる。なお、各プリアンブル信号より前の物理ヘッダ部分は各無線端末で同一の信号であるため、同時に受信しても、アクセスポイントは当該信号を正しく復号可能である。以下、詳細に説明する。

図２６に、端末１〜４が送信するフレームを含む物理パケットの構成の例を示す。図２６のように、プリアンブル信号は、例えばＬ−ＳＩＧフィールドとフレームとの間のプリアンブル信号用のフィールドに配置される。端末１〜４のプリアンブル信号１〜４は互いに直交している。なお、プリアンブル信号１〜４より前に配置されたＬ−ＳＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ−Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）、Ｌ−ＬＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ−Ｌｏｎｇ ＴｒａｉｎｉｎｇＦｉｅｌｄ）、Ｌ−ＳＩＧ（Ｌｅｇａｃｙ Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄ）等は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａなどのレガシー規格の端末が認識可能なフィールドであり、それぞれ信号検出、周波数補正（伝搬路推定）、伝送速度などの情報が格納される。Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧは、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信する複数の端末で同じ信号である。上述のプリンアンブル信号は、本実施形態に係る通信リソースの一例に対応する。以下、プリアンブル信号について説明する。

プリアンブル信号は、既知ビット列あるいは既知のシンボル列で構成される。アクセスポイント１１は、既知ビット列を利用して、アップリンクの伝搬路応答を推定することで、プリアンブル信号より後のフィールドを正しく空間的に分離（復号）出来る。これは、公知の手法、例えばＺＦ（Ｚｅｒｏ−Ｆｏｒｃｉｎｇ）法、または、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）法、または、最尤推定法等、任意の方法を用いて行うことができる。プリアンブル信号は、一例として、ＭＡＣフレームの先頭側に配置される物理ヘッダ（ＰＨＹヘッダ）内に配置される。物理ヘッダ内のプリアンブル信号より前のフィールドでは各端末から同じ信号が送信されるため、アクセスポイントはこれらの信号を同時に受信しても復号可能である。一方、各端末のプリアンブル信号は互いに直交している。このため、アクセスポイント１１が、各端末から同時に受信したプリアンブル信号を個別に識別できる。これにより、アクセスポイント１１は、端末毎のプリアンブル信号を用いて、各端末からアクセスポイント１１へのアップリンクの伝搬路を推定できる。プリアンブル信号より後では、端末毎に別個の信号が送られるが、推定した伝搬路応答を利用して、これらの信号を分離できる。

端末間のプリアンブル信号の直交化の方法として、時間的、周波数的および符号的のいずれの方法を用いることができる。時間直交の場合には、プリアンブル信号用のフィールドが複数の区間に分割され、各端末のプリアンブル信号が異なる区間で送信される。ある区間には、いずれか１台数端末のみがプリアンブル信号を送信していることになる。つまり、ある端末がプリアンブル信号を送信する間、他の端末は何も送信しない期間になる。周波数直交の場合には、各端末が互いに直交関係にある周波数でプリアンブル信号を送信する。符号直交の場合には、各端末がそれぞれ直交行列の互いに異なる行（または互いに異なる列）に含まれる値列（より詳細には値列に対応するシンボル列）を配置した信号を送信する。直交行列の各行（または各列）は互いに直交の関係にある。いずれの直交化の方法でも、アクセスポイント１１では各端末のプリアンブル信号を識別可能である。

各端末に互いに直交するプリアンブル信号を使用させるために、各端末が使用するプリアンブル信号およびその送信方法の情報を、アクセスポイントは与えておく必要がある、具体的には、時間直交の場合には、どのタイミングでそれぞれプリアンブル信号（プリアンブル信号は端末間で同じでもよいし、異なってもよい）を送信するか、周波数直交の場合にはどの周波数でそれぞれプリアンブル信号（プリアンブル信号は端末間で同じでもよいし、異なってもよい）を送信するか、符号直交の場合にはどの符号化パターン（直交行列のどの行または列のパターン）を用いてプリアンブル信号を送信するか、の情報が必要となる。

一方、ＯＦＤＭＡでは、１つまたは複数のサブキャリアを含むリソースユニット（サブチャネル、リソースブロック、周波数ブロックなどと呼んでもよい）を、通信リソースとして端末に割り当て、リソースユニットベースで、複数の端末と同時に通信する。

リソースユニットは、通信を行うリソースの最小単位となる周波数成分である。図２７に、１つのチャネル（ここではチャネルＭと記述している）内の連続した周波数領域に確保したリソースユニット（ＲＵ＃１、ＲＵ＃２、・・・ＲＵ＃Ｋ）を示す。チャネルＭには、互いに直交する複数のサブキャリアが配置されており、１つまたは複数のサブキャリアを含む複数のリソースユニットがチャネルＭ内に定義されている。リソースユニット間には、１つ以上のサブキャリア（ガードサブキャリア）が配置されてもよいが、ガードサブキャリアは必須ではない。チャネル内の各リソースユニットまたは各サブキャリアは、リソースユニットまたはサブキャリアを識別するための識別情報が設定されていてもよい。１つのチャネルの帯域幅は、一例として、２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚなどであるが、これらに限定されない。２０ＭＨｚの複数のチャネルをまとめて１つのチャネルとしてもよい。帯域幅に応じてチャネル内のサブキャリア数またはリソースユニット数が異なってもよい。複数の端末がそれぞれ異なるリソースユニットを同時に用いることで、ＯＦＤＭＡ通信が実現される。

リソースユニットの帯域幅（あるいはサブキャリア数）は、各リソースユニットで共通でもよいし、リソースユニットごとに帯域幅（あるいはサブキャリア数）が異なってもよい。図２８に、１つのチャネル内におけるリソースユニットの配置パターン例を模式的に示す。紙面に沿って横方向が周波数領域方向に対応する。図２８（Ａ）は、同じ帯域幅の複数のリソースユニット（ＲＵ＃１、ＲＵ＃２、・・・ＲＵ＃Ｋ）を配置した例を示す。図２８（Ｂ）は、図２８（Ａ）より大きな帯域幅の複数のリソースユニット（ＲＵ＃１１−１、ＲＵ＃１１−２、・・・、ＲＵ＃１１−Ｌ）を配置した例を示す。図２８（Ｃ）は３種類以上の帯域幅のリソースユニットを配置した例を示す。リソースユニット（ＲＵ＃１２−１、ＲＵ＃１２−２）が最も大きな帯域幅を有し、リソースユニットＲＵ＃１１−（Ｌ−１）は図２８（Ｂ）のリソースユニットと同じ帯域幅、リソースユニット（ＲＵ＃Ｋ−１、ＲＵ＃Ｋ）は図２８（Ａ）のリソースユニットと同じ帯域幅である。

各端末がＯＦＤＭＡで使用するリソースユニット数は、１つまたは複数であり、特定の値に制限されない。端末が複数のリソースユニットを用いる場合、周波数的に連続する複数のリソースユニットをボンディングして１つのリソースユニットとして用いてもよいし、離れた箇所にある複数のリソースユニットを用いることを許容してもよい。図２８（Ｂ）のリソースユニット＃１１−１は、図２８（Ａ）のリソースユニット＃１と＃２をボンディングしたリソースユニットの一例と考えても良い。

１つのリソースユニット内のサブキャリアは周波数領域で連続していてもよいし、非連続に配置された複数のサブキャリアからリソースユニットを定義してもよい。ＯＦＤＭＡで使用するチャネルは１つに限定されず、チャネルＭに加えて、周波数領域で離れた位置に配置された別のチャネル（図２ではチャネルＮを参照）内にも、チャネルＭと同様にしてリソースユニットを確保し、チャネルＭとチャネルＮの両方内のリソースユニットを用いてもよい。チャネルＭとチャネルＮとでリソースユニットの配置方法は同じであっても、異なってもよい。１つのチャネルの帯域幅は、一例として、上述のように、２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚなどであるが、これらに限定されない。３つ以上のチャネルを用いることも可能である。なお、チャネルＭとチャネルＮをまとめて１つのチャネルとして考えることも可能である。

なお、ＯＦＤＭＡを実施する端末は、少なくとも後方互換の対象となるレガシー端末での基本チャネル幅（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃ規格対応端末をレガシー端末とするなら２０ＭＨｚチャネル幅）のチャネルで、フレームを含む物理パケットを受信および復号（復調および誤り訂正符号の復号等を含む）できるものとする。キャリアセンスに関しては、基本チャネル幅の単位で行うものとする。

キャリアセンスは、ＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）のビジー／アイドルに関する物理的なキャリアセンス（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ）と、受信したフレームの中に記載されている媒体予約時間に基づく仮想的なキャリアセンス（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ）との両方を包含してもよい。後者のように、仮想的に媒体をビジーであると判定する仕組み、或いは、仮想的に媒体をビジーであるとする期間は、ＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）と呼ばれる。なお、チャネル単位で行ったＣＣＡまたはＮＡＶに基づくキャリアセンス情報は、チャネル内の全リソースユニットに共通に適用してもよい。例えばキャリアセンス情報がアイドルを示すチャネルに属するリソースユニットは、すべてアイドルと判断してもよい。

なお、ＯＦＤＭＡは、上述したリソースユニットベースのＯＦＤＭＡ以外に、チャネルベースでのＯＦＤＭＡも可能である。この場合のＯＦＤＭＡを、特にＭＵ−ＭＣ（Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ぶことがある。ＭＵ−ＭＣでは、クセスポイントが複数のチャネル（１つのチャネル幅は例えば２０ＭＨｚなど）を複数の端末に割り当て、当該複数のチャネルを同時に用いて、複数端末宛て同時送信もしくは複数端末からの同時受信を行う。以降に説明するＯＦＤＭＡでは、リソースユニットベースのＯＦＤＭＡを想定するが、以降の説明のリソースユニットをチャネルに読み替えるなど、必要な読み替えを行うことで、チャネルベースのＯＦＤＭＡの実施形態も実現可能である。

なお、アップリンクのマルチユーザ通信として、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯとＵＬ−ＯＦＤＭＡを組み合わせた方式（ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ＆ＯＦＤＭＡ）を実行してもよい。ＵＬ-ＯＦＤＭＡ＆ＭＵ−ＭＩＭＯは、リソースユニット毎に、複数の端末間で同じリソースユニットを利用して、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行うことになる。

図１の例では、アクセスポイント１１が４つのアンテナを有するため、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の最大の多重可能なデータストリームの数は４である、各無線端末が１データストリームを送信可能な場合、同時に通信可能な端末は、４である。ある１台の無線端末が、複数のアンテナを備えて、２データストリームのＭＩＭＯ送信が可能であってもよい。図１では、無線端末１〜４が、アクセスポイント１１と無線リンクを確立しているが、図示の無線端末１〜４以外にも、アクセスポイント１１と無線リンクを確立した他の端末が存在してもよい。ここで、無線リンクを確立とは、アクセスポイント１１と無線端末間でアソシエーション処理および認証処理を行って、通信に必要なパラメータの交換や互いの能力の把握を行った状態を意味している。これにより、アクセスポイント１１は、自装置が形成するネットワークに所属している無線端末、すなわち、無線リンクを確立した無線端末が、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯに対応した無線端末が否か等の端末能力情報も把握する。

図２は、図１に示したアクセスポイント１１および無線端末１〜３間の動作シーケンスの例を示す。無線端末１、２がそれぞれアクセスポイント１１に送信したいデータを有しており、無線端末３がそのようなデータを有していない状況を想定する。図において、実線の矢印の区間は、ｓｈｏｒｔ ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ（ＳＩＦＳ）を表し、太線の矢印の区間は、ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ（ＤＩＦＳ）とバックオフ（ＢａｃｋＯｆｆ）時間との合計（キャリアセンス時間）を表している。ただし、ＳＩＦＳおよびＤＩＦＳは一例であり、予め定めた時間であれば、別の時間（フレーム間隔）でもよい。なお、ＳＩＦＳおよびＤＩＦＳの詳細については別の実施形態で説明する。図２の動作シーケンスは、問い合わせフレーム２１の送信から通知フレーム２６の送信までの要求フェーズ（Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｐｈａｓｅ）と、通知フレーム２６の送信後からＢｌｏｃｋＡＣＫフレームの送信までのデータ送信フェーズ（Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）を備えている。

アクセスポイント１１は、任意のトリガでＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を実施することを決定する。任意のトリガとして、例えば定期的なタイミングもよいし、何かしらの方法で無線端末がアップリンク送信用のデータを有していると推定できる場合（無線端末がＶｏＩＰ通信などリアルタイム通信を行っているなど）でもよいし、無線端末から事前に問い合わせを行うよう要求があった場合でもよい。ここで述べた以外のトリガでもよい。

アクセスポイント１１は、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の実施を決定すると、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のための準備として、アップリンク送信用のデータを有するかを無線端末に問い合わせるため、問い合わせフレーム２１を送信する。このため、アクセスポイント１１は、無線リンクを確立しかつ、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信に対応する無線端末の中から、１つまたは複数の無線端末を選択する。アクセスポイント１１は、選択した無線端末を特定する情報として、選択した無線端末の識別情報を、問い合わせフレームのそれぞれ対応するフィールド（端末情報フィールド）に設定する。これにより、アクセスポイント１１は、問い合わせ先となる無線端末を指定する。ここで、選択する端末数は任意でよく、１または複数である。選択する端末数は、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信で多重可能なデータストリーム数（多重数）の最大値と同じ値でもよいし、これより大きくても、小さくてもよい。

問い合わせフレームで指定する無線端末の組み合わせに関しても、任意の方法で決定すればよい。無線リンクを確立し、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信に対応する無線端末群を対象に、ラウンドロビンで選定する方法でもよいし、ランダムで選択する方法でもよい。または、サイズが同じまたは近いデータを有する無線端末群を選択する方法、またはデータの発生周期が同じまたは近い無線端末群を選択する方法でもよい。または、事前に各無線端末との伝搬路応答（チャネル行列）を把握している場合は、空間相関の小さい（干渉の小さい）無線端末の組み合わせを選択してもよい。

また、アクセスポイント１１は、問い合わせフレームで指定する端末数に応じて、ＣＳＭＡ／ＣＡのキャリアセンスを行う際のバックオフ時間に関するパラメータ情報として、コンテンションウィンドウの最小値である最小コンテンションウィンドウ（ＣＷ＿ｍｉｎ）、およびコンテンションウィンドウの最大値である最大コンテンションウィンドウ（ＣＷ＿ｍａｘ）を決定する。アクセスポイント１１は、決定したＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を、問い合わせフレーム２１の該当するフィールドにそれぞれ設定する。問い合わせフレーム２１を受信した無線端末は、問い合わせフレーム２１で自装置が指定され、かつアップリンク送信用のデータを有する場合、アップリンク送信用のデータを有することを示す要求フレームを、問い合わせフレームに対する応答フレームとして送信する。この要求フレームの送信の際に、問い合わせフレームで指定されたＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘに従って、ＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセスを行う。すなわち、問い合わせフレームで指定されたＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘに従って、要求フレームの送信のためのキャリアセンスのバックオフ時間を決定する。

ここで、図３に、アクセスポイント１１が送信する問い合わせフレーム２１のフレームフォーマット例を示す。

問い合わせフレームは、フレームコントロール（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールド、デュレーション（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）フィールド、ＲＡフィールド、ＴＡフィールド、複数の端末情報（ＳＴＡ Ｉｎｆｏ）フィールド、ＣＷ＿ｍｉｎフィールド、ＣＷ＿ｍａｘフィールド、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）フィールドを有する。

フレームコントロールフィールドは、フレームの種別などを表す情報が設定される。フレーム種別の識別は、フレームコントロールフィールドの中のタイプ（Ｔｙｐｅ）、サブタイプ（Ｓｕｂｔｙｐｅ）という２つのフィールドで行う。問い合わせフレーム用のサブタイプの値は新規に定義し、タイプは制御フレームを表す値とする。ただし、タイプは、制御フレームではなく、管理フレームまたはデータフレームとすることも排除されない。なお、制御フレーム、管理フレームおよびデータフレームの詳細については別の実施形態で説明する。

ＦＣＳフィールドには、フレームのＦＣＳ情報（例えば、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｏｄｅ）など）が設定される。ＦＣＳ情報は、受信側でフレームボディ部の誤り検出のため用いられる。

デュレーションフィールドには、媒体予約時間が設定される。他無線端末宛ての（自己宛てでない）フレームを受信した場合に、この媒体予約時間に亘って、媒体が仮想的にビジーであると判定する。このような仮想的に媒体をビジーであると判定する仕組み、或いは、仮想的に媒体をビジーであるとする期間は、ＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）と呼ばれる。

ＲＡフィールドには、フレームの受信先の無線端末のＭＡＣアドレスを格納する。問い合わせフレームでは、ＲＡフィールドは、ブロードキャストアドレスまたはマルチキャストアドレスを設定すればよい。ＲＡフィールドを省略することも考えられる。ＴＡフィールドには、フレームの送信元の無線端末のＭＡＣアドレスを格納する。問い合わせフレームでは、アクセスポイント１１のＭＡＣアドレスを設定すればよい。

端末情報フィールドは、アクセスポイント１１が指定する端末数に応じた個数だけ設定される。端末情報フィールドには、当該指定した端末の識別情報を設定する。識別情報は、端末のＭＡＣアドレスでもよいし、アソシエーション時にアクセスポイント１１が割り当てるアソシエーションＩＤ（ＡＩＤ）、その他、端末間でユニークなＩＤでもよい。また、端末情報フィールドには、当該指定した端末に個別に通知する情報があれば、そのような情報を設定してもよい。

ＣＷ＿ｍｉｎフィールドには、最小コンテンションウィンドウ（ＣＷ＿ｍｉｎ）の値を設定し、ＣＷ＿ｍａｘフィールドには、最大コンテンションウィンドウ（ＣＷ＿ｍａｘ）の値を設定する。ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値は、仕様またはシステムで事前に決まっているが、要求フレームの送信の際には、問い合わせフレームのＣＷ＿ｍｉｎフィールドおよびＣＷ＿ｍａｘフィールドで通知する値を、無線端末に使用させる。すなわち、使用するＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を、一時的に変更させる。

ここで、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘについて、詳細に説明する。

ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によるアクセス制御では、無線端末は、無線チャネルが空き状態になった後、予め決められた一定時間と、ランダムに決定するバックオフ時間との間、キャリアセンスを行い、アイドルであることを確認すると、フレーム送信権を獲得し、フレームを送信する。このアルゴリズムを、バックオフアルゴリズムと呼ぶ。バックオフ時間の前の予め決められた一定時間は、本実施形態ではＤＩＦＳであるとするが、別の値を用いてもよい。また、バックオフ時間は、乱数の値に、スロット・タイムと呼ばれる一定時間を掛けることで決まる。すなわち、バックオフ時間＝乱数×スロット・タイムである。

乱数は、０以上、コンテンションウィンドウ（ＣＷ）以下の範囲から生成されるランダムな整数値である。ＣＷの値は、可変であり、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの範囲の値である。すなわち、ＣＷ＿ｍｉｎ≦ＣＷ≦ＣＷ＿ｍａｘである。最初は、ＣＷの値は、ＣＷ＿ｍｉｎに設定される。仮にＣＷ＿ｍｉｎが７であると、０〜７の範囲から乱数を生成する。生成した乱数が３で、スロット・タイムが９μｓであれば、バックオフ時間は、２７μｓである。

送信権を獲得した無線端末がフレームを送信し、相手装置からＳＩＦＳ後にＡＣＫフレームが返ってこないと、無線端末は、フレームの再送を行う。このときも、バックオフアルゴリズムに従って、ＤＩＦＳとランダムに決定したバックオフ時間との間、キャリアセンスを行い、アイドルであることを確認すると、フレーム送信権を獲得し、フレームを送信する。このとき、バックオフ時間を決定するための乱数を生成する際、乱数は、０〜ＣＷ以下の範囲で生成するが、ＣＷの値は、（ＣＷ＿ｍｉｎ＋１）×２−１に更新する。上述した例では、ＣＷ＿ｍｉｎが７であるため、（７＋１）×２−１＝１５がＣＷとして設定される。したがって、０〜１５の範囲から乱数を生成する。そして、生成した乱数×スロット・タイムにより、バックオフ時間を計算する。

今回のフレーム送信も失敗した場合は、次回のＣＷの値は、（ＣＷ＿ｍｉｎ＋１）×２^２−１＝３１に設定される。より一般的に、フレームの再送回数をｎとすると、ＣＷの値は、（ＣＷ＿ｍｉｎ＋１）×２^ｎ−１となる。このように、ＣＷの値は、フレームの再送回数に応じて増加していく。そして、ＣＷの値が、ＣＷ＿ｍａｘに達すると、以降は、ＣＷ＿ｍａｘに固定される。ＣＷ＿ｍｉｎは、乱数の範囲の最小値を規定する値であり、ＣＷ＿ｍａｘは乱数の範囲の最大値を規定する値であると言える。

上述したように、アクセスポイント１１は、問い合わせフレームで、無線端末が要求フレームの送信の際に使用するＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を指定する。

ここで、問い合わせフレームで指定する端末数が大きい場合、上述したコンテンションウィンドウが小さいと、バックオフ時間が短くなり、フレーム衝突が必要以上に発生する可能性が高くなる。このことは、フレーム再送により、問い合わせ期間が長くなることに繋がる。ここでいう問い合わせ期間とは、アクセスポイント１１が要求フレームの収集に要する期間のことである。一方、問い合わせフレームで指定する端末数が小さい場合に、上述したコンテンションウィンドウが大きいと、フレーム衝突の可能性が低いにもかかわらず、バックオフ時間が不必要に長くなり、送信権を獲得するまでの時間が長くなる可能性が高くなる。このことは、問い合わせ期間が長くなり、システムスループットが低下することに繋がる。

そこで、アクセスポイント１１は、指定する端末数に応じて、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を決定し、決定したＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を問い合わせフレームで通知する。

具体的には、指定する端末数が大きいほど、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を大きくする。例えば、図４に示すように、端末数に応じて、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を定めたテーブルを用意し、指定する端末数に応じて、このテーブルを参照することで、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を決定してもよい。または、端末数を入力変数とし、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を出力変数とする関数をそれぞれ作成しておき、これらの関数に、指定する端末数を与えることで、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を決定してもよい。

また、別の方法として、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの予め決められた初期値に対し、指定する端末数に応じて、初期値を増加または減少させるようにしてもよい。例えば指定する端末数が基準値の場合は、初期値のままとし、基準値を超えた場合に、初期値を超えた数に応じて、初期値の値を増加させていき、基準値を下回る場合に、初期値の値を低下させてもよい。あるいは、初期値を最低値とし、指定する端末数に応じて、初期値を増加させるようにのみ変更してもよい。

ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を決める際の基本的な考え方としては、フレームの衝突率をどの程度にしたいかで決めればよい。例えば端末数が２で、コンテンションウィンドウサイズが４である場合、フレーム衝突率は、２／４＝０．５と考えることができる。端末数が８のときに同じ考えでフレーム衝突率を０．５にするには、コンテンションウィンドウサイズを１６にすればよい。したがって、端末数が２のときには、ＣＷ＿ｍｉｎを４、端末数が８のときには、ＣＷ＿ｍｉｎを１６に設定してもよい。ＣＷ＿ｍａｘも、同様の考え方で決めてもよい。

ここでは、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの両方の値を決定したが、ＣＷ＿ｍｉｎの値のみ決定し、ＣＷ＿ｍａｘは予め決められた値を用いるようにしてもよい。この場合、問い合わせフレームのＣＷ＿ｍａｘフィールドは不要である。逆に、ＣＷ＿ｍａｘの値のみ決定し、ＣＷ＿ｍｉｎは予め決められた値を用いるようにしてもよい。この場合、問い合わせフレームのＣＷ＿ｍｉｎフィールドは不要である。前者の場合は、最初の送信（再送でない）から、問い合わせ時間が短くなりスループットが向上するという本実施形態の効果が発揮され、再送の場合も１回目の再送から本実施形態の効果が発揮される利点がある。後者の場合、（再送でない）最初の送信および再送回数が少ないうちは、本実施形態の効果が発揮されないが、再送回数が多くなったときに、本実施形態の効果が発揮される。ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの両方を決定する場合は、前者および後者の両方の利点を得ることができる。

上述したように、アクセスポイント１１から送信される問い合わせフレーム２１を受信した無線端末は、自装置が問い合わせフレームで指定されており、かつアップリンク送信用のデータを有するときは、要求フレームを生成して、アクセスポイント１１に要求フレームを送信する。

図５に、要求フレームのフォーマット例を示す。要求フレームは、フレームコントロール（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールド、デュレーション（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）フィールド、ＲＡフィールド、ＴＡフィールド、データサイズフィールド、許容遅延フィールド、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）フィールドを有する。

フレームコントロールフィールドでは、要求フレーム用のサブタイプの値は新規に定義し、タイプは制御フレームを表す値とすればよい。ただし、タイプは、制御フレームではなく、管理フレームまたはデータフレームとすることも排除されない。ＲＡフィールドは、アクセスポイント１１のＭＡＣアドレスを設定すればよい。ＴＡフィールドは、要求フレームを送信する無線端末のＭＡＣアドレスを設定すればよい。データサイズフィールドは、アックリンク送信を希望するデータサイズを表す値を設定する。許容遅延は、アプリケーションで許容される遅延の値を設定する。データサイズや許容遅延は、アクセスポイント１１が、この無線端末を今回のＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の対象として選定するか否かの判断や、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信で許容する送信データサイズの決定に利用できる。データサイズフィールドや許容遅延フィールドは必須では無く、これらの両方または一方がないことも可能である。また、要求フレームの先頭側に既知パターンのプリアンブルを追加してもよい。これにより、要求フレームを受信したアクセスポイント１１は、このプリアンブルを利用して、無線端末のアンテナからアクセスポイント１１の各アンテナへのアップリンクの伝搬路応答を取得してもよい。この伝搬路応答を利用して、後に無線端末からＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信されるデータフレームのＭＩＭＯ復調を行ってもよい。アップリンクの伝搬路応答は、問い合わせフレームの送信前に取得するなど、別途の方法で取得してもよい。

図２の例では、問い合わせフレーム２１で無線端末１、２が指定され、無線端末３は指定されていない。問い合わせフレーム２１を受信した無線端末１、２は、アップリンク送信用のデータを有するため、要求フレーム２２、２４を送信する。要求フレーム２２、２４の送信は、ＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス制御に従って行い、この際、問い合わせフレーム２１で通知されたＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘを利用して、バックオフ時間を決定する。前述したように、最初、コンテンションウィンドウ（ＣＷ）の値は、無線端末１、２のいずれもＣＷ＿ｍｉｎに設定する。図２の例では、最初に無線端末１がバックオフアルゴリズムに従って送信権を獲得し、要求フレーム２２を送信する。アクセスポイント１１は、無線端末１からの要求フレーム２２の受信に成功し、受信完了からＳＩＦＳ後にＡＣＫフレーム２３を返す。次に無線端末２が送信権を獲得し、要求フレーム２４を送信する。アクセスポイント１１は、無線端末２からの要求フレーム２４の受信に成功し、受信完了からＳＩＦＳ後にＡＣＫフレーム２５を返す。もし、アクセスポイント１１が要求フレームの受信に失敗した場合は、ＡＣＫフレームを返さず、ＡＣＫフレームを受信しない無線端末は、要求フレームの送信に失敗したと判断する。この場合、無線端末は、前述したアルゴリズムに従ってＣＷの値を更新し、要求フレームの再送を行う。再送が繰り返し行われた場合、最大で、アクセスポイント１１から通知されたＣＷ＿ｍａｘまでコンテンションウィンドウを広げる。

アクセスポイント１１は、予め定めた条件が成立した場合は、問い合わせ期間を終了し、要求フレームの受信を打ち切る。アクセスポイント１１は、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を許可する無線端末を決定し、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のトリガとなる通知フレーム２６を送信する。

予め定めた条件としては、問い合わせフレーム２１の送信完了から事前に定めた時間（制限時間）に達した場合がある。または、当該事前に定めた時間に達したことと、問い合わせフレーム２１で指定した無線端末のすべてから要求フレームを受信したことの一方が成立した場合がある。その他の例については、後述する別の実施形態で述べる。

ここで、制限時間に関して、図６に示すように、制限時間（Ｔｉｍｅ Ｌｉｍｉｔ）を格納するフィールドを用意し、このフィールドで制限時間を通知してもよい。問い合わせフレームで指定された無線端末は、アップリンク送信用のデータがある場合でも、制限時間までにアクセスポイント１１での受信が間に合わないと判断した場合は、要求フレームの送信を行わないようにしてもよい。または、問い合わせフレームで、無線端末が要求フレームを送信するための締め切り時間を制限時間として通知し、無線端末は、フレームで通知された締め切り時間を経過した場合は、要求フレームの送信を行わないようにしてもよい。この場合、アクセスポイント１１は、自身の制限時間から遡って、要求フレーム送信の締め切り時間を計算し、計算した値を制限時間として無線端末に通知すればよい。

図２の例では、アクセスポイント１１は、問い合わせフレームで指定した無線端末１、２のすべてから要求フレームを受信したため、問い合わせ期間を終了し、最後に受信した要求フレームの受信完了からＳＩＦＳ後に、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のトリガとなる通知フレーム２６を送信している。制限時間が達したことにより通知フレームを送信する場合は、アクセスポイント１１は、ＣＳＡＭ／ＣＡのアクセス制御に従ってキャリアセンスを行って送信権を獲得した後で、通知フレームを送信してもよい。

図７に、この通知フレーム２６のフォーマットの一例を示す。通知フレーム２６は、フレームコントロール（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールド、デュレーション（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）フィールド、ＲＡフィールド、ＴＡフィールド、複数の端末情報（ＳＴＡ
Ｉｎｆｏ）フィールド、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）フィールドを有する。図では、端末情報フィールドを、図３の問い合わせフレームの端末情報フィールド（ＳＴＡ Ｉｎｆｏ １〜ＳＴＡ Ｉｎｆｏ ｎ）と区別するため、ＳＴＡ Ｉｎｆｏ Ｆｏｒ ＭＩＭＯ １〜ＳＴＡ Ｉｎｆｏ ｎ Ｆｏｒ ＭＩＭＯと表記している。

フレームコントロールフィールドでは、通知フレーム用のサブタイプの値は新規に定義し、タイプは制御フレームを表す値とすればよい。ただし、タイプは、制御フレームではなく、管理フレームまたはデータフレームとすることも排除されない。ＲＡフィールドは、ブロードキャストアドレスまたはマルチキャストアドレスを設定すればよい。ＲＡフィールドを省略することも考えられる。ＴＡフィールドは、アクセスポイント１１のＭＡＣアドレスを設定すればよい。

端末情報フィールドは、アクセスポイント１１がアックリンクマルチユーザＭＩＭＯ送信を許可した端末数に応じた個数だけ設定される。図３の問い合わせフレームでは端末候補の分だけ端末情報フィールドを設定したのに対し、図７では、実際に許可する端末の分だけ端末情報フィールドを設定するため、端末情報フィールドの個数は、通知フレームと問い合わせフレームとで同じとは限らない。

通知フレームの端末情報フィールドには、当該許可した端末の識別情報を設定する。識別情報は、端末のＭＡＣアドレスでもよいし、アソシエーションＩＤ（ＡＩＤ）、その他、端末間でユニークなＩＤでもよい。また、端末情報フィールドには、アックリンクマルチユーザＭＩＭＯ送信時に無線端末が使用するパラメータ情報や、送信を許可するデータ長など、当該許可する端末に個別に通知する情報を設定してもよい。パラメータ情報として、伝送レートを規定するＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）や、無線端末がアップリンク送信するデータフレームの先頭に付加するプリアンブル（伝搬路応答の推定のためのプリアンブル）のパターンの情報（当該プリアンブルをデータフレームに付加する構成の場合）を通知してもよい。また、無線端末が複数のアンテナを有し、複数のストリームを送信可能な場合に、送信許可するストリーム数を通知してもよい。なお、通知フレームに、図８に示すように、共通情報（Ｃｏｍｍｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）フィールドを設けてもよい。共通情報フィールドでは、許可した端末群に共通に通知する情報を設定する。例えば各無線端末に許可する送信データサイズを、このフィールドに共通の値として設定してもよい。無線端末の送信するデータが、端末情報フィールドまたは共通情報フィールドで指定される送信データサイズ未満のときは、パディングデータを付加してもよいし、当該サイズに足りない分は、何も送信しないようにしてもよい。

アクセスポイント１１から通知フレーム２６を受信し、当該通知フレーム２６でアップリンク送信を許可された無線端末１、２は、通知フレーム２６の受信完了からＳＩＦＳ後に、アップリンク送信用のデータを含むデータフレーム２７、２８を、アクセスポイント１１に送信する。これにより、各無線端末１、２か送信するデータフレームの送信タイミングが同期され、各無線端末１、２から空間多重でフレーム送信（ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信）が行われる。図２の例では、無線端末１、２が許可端末として通知フレーム２６で指定されたため、無線端末１、２がそれぞれ通知フレーム２６の受信完了からＳＩＦＳ後にデータフレーム２７、２８を送信している。なお、先に少し述べたように、アップリンク送信を許可された各無線端末１、２が送信するデータフレームの先頭側に伝搬路応答の推定のためのプリアンブル、より具体的には、これらの無線端末間で互いに直交するパターンのプリアンブルを追加してもよい。このプリアンブルを利用してアクセスポイント１１が、各無線端末１、２の各々のアンテナと、アクセスポイント１１のアンテナ間のアップリンクの伝搬路情報を取得し、この伝搬路情報を利用してプリアンブルより後のフレーム部分のＭＩＭＯ復調を行ってもよい。各無線端末１、２で互いに直交するパターンのプリアンブルを使用させるために、通知フレーム２６の端末情報フィールドにそれぞれの無線端末が使用するプリアンブルパターンの情報を設定してもよいし、別の方法で各無線端末にそれぞれが使用するプリアンブルパターンを事前に通知してもよい。

アクセスポイント１１は、無線端末１、２からデータフレームを受信すると、ＭＩＭＯ復調により各無線端末のデータフレーム２７、２８に分解し、データフレームごとにＦＣＳ情報に基づき、データフレームを正常に受信できたかを検査する。そして、正常に受信できたか否かの検査結果を示す確認応答情報を生成し、各無線端末の確認応答情報を含むＢｌｏｃｋＡＣＫフレーム２９を生成する。アクセスポイント１１は、ＢｌｏｃｋＡＣＫフレーム２９を、データフレームを送信した無線端末１、２に送信する。無線端末１、２は、ＢｌｏｃｋＡＣＫフレームから自装置の送達確認応答情報を検出し、データフレームの送信に成功したか否かを把握する。ここでは、ＢｌｏｃｋＡＣＫフレームを送信したが、データフレームを送信した個々の端末毎に、受信成功した端末にＡＣＫフレームを返してもよい。この場合、ＡＣＫフレームを受信した端末はデータフレームの送信に成功したと判断し、ＡＣＫフレームを受信しなかった端末はデータフレームの送信に失敗したと判断する。または、それぞれの無線端末の検査結果を含む複数のフレームをまとめたスーパーフレームを送信することも可能である。

図３の問い合わせフレームではＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘをそれぞれのフィールドに設定したが、変形例として、各端末情報フィールドにこれらの値を設定してもよい。この場合、ＣＷ＿ｍｉｎフィールドおよびＣＷ＿ｍａｘフィールドは省略してよい。また各端末情報フィールドにＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を設定する場合に、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を、無線端末毎に変更してもよい。例えば、緊急でデータを送信する必要がある無線端末が存在することが分かっている場合に、当該無線端末のＣＷ＿ｍｉｎの値を、他の無線端末よりも小さくしてもよい。これにより、緊急データを有する無線端末のバックオフ時間を相対的に短くして、要求フレームを確実に送信できる可能性を高めることができる。

上述した実施形態では、無線端末は、アップリンク送信用のデータを有する場合にのみ、要求フレームを送信した。別の方法として、無線端末は、アップリンク送信用のデータを有するか否かにかかわらず、要求フレームを送信するようにしてもよい。この場合、要求フレームには、アップリンク送信用のデータを有するか否かを特定する情報を設定するフィールドを設け、当該フィールドにアップリンク送信用のデータの有無に関する情報を設定してもよい。図９に、送信データ有無のビットを設定するフィールドを設けた要求フレームの例を示す。アクセスポイント１１は、要求フレームを返した無線端末のうち、アップリンク送信用のデータを有する無線端末の中から、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行わせる無線端末を選択すればよい。

また、上述した実施形態では、問い合わせ先として選択した無線端末の識別情報を、問い合わせフレームの各端末情報フィールドに設定することで無線端末の指定を行ったが、個々の無線端末を指定する代わりに、無線端末のグループを指定する方法も可能である。この場合、無線端末のグループを事前に複数生成しておき、問い合わせ先として選択したグループの識別情報（グループＩＤ）を、問い合わせフレームのグループＩＤフィールドに設定すればよい。この場合、アクセスポイント１１は、各無線端末に、それぞれどのグループに属しているのかを管理フレーム等で事前に通知しておくものとする。グループＩＤを通知する場合の問い合わせフレームのフォーマット例を図１０に示す。端末情報フィールドは、無線端末に識別情報以外に個別に通知する情報がない場合は、省略してもよく、図１０では省略している。アクセスポイント１１が無線端末を組み合わせてグループを生成する方法は任意でよく、例えば、事前に各無線端末との伝搬路応答（チャネル行列）を把握している場合は、空間相関の小さい（干渉の小さい）無線端末を同じグループにまとめてもよい。同じ無線端末が複数のグループに属してもよい。このように、グループＩＤを指定することで、個々の無線端末の識別情報を指定する場合よりも、問い合わせフレームの長さを短くできる。また、アクセスポイント１１は、無線端末のグループを事前に生成する時点で、各グループでの問い合わせ端末数は決まるため、予めグループの通知の際に、端末数に応じたＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘを通知しておいてもよい。この場合、問い合わせフレームで、ＣＷ＿ｍｉｎフィールドおよびＣＷ＿ｍａｘフィールドは不要である。

図１１は、アクセスポイント１１に搭載される無線通信装置の機能ブロック図である。上述したように、アクセスポイント１１は無線端末側のネットワークに加え、これとは別のネットワークに接続されてもよい。図７では、無線端末側のネットワークに接続される装置構成を示している。

図１１の無線通信装置は、制御部１０１と、送信部１０２と、受信部１０３と、アンテナ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄと、バッファ１０４とを備えている。制御部１０１は、無線端末との通信を制御する制御部またはベースバンド集積回路に対応し、送信部１０２と受信部１０３は、一例として、アンテナを介してフレームを送受信する無線通信部またはＲＦ集積回路を形成する。制御部１０１の処理、および送信部１０２と受信部１０３のデジタル領域の処理の全部または一部は、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、これらの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。アクセスポイントは、制御部１０１、送信部１０２および受信部１０３の全部または一部の処理を行うプロセッサを備えてもよい。

バッファ１０４は、上位層と制御部１０１との間で、データフレームを受け渡しするための記憶部である。上位層は、別のネットワークから受信したフレーム（例えばＭＡＣフレームのペイロード部に格納するデータなど）を無線端末側のネットワークへの中継のためバッファ１０４に格納したり、無線端末側のネットワークから受信したフレームのデータを制御部１０１から受け取って、上位層へ渡したりする。上位層は、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰなど、ＭＡＣ層より上位の通信処理を行ってもよい。また、上位層は、データを処理するアプリケーション層の処理を行ってもよい。上位層の動作は、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。

制御部１０１は、主としてＭＡＣ層の処理を行う。制御部１０１は、無線チャネルのアクセスを管理し、所望タイミングにて、フレームの送信を制御する。制御部１０１は、送信部１０２および受信部１０３を介して、フレームを送受信することで、各無線端末との通信を制御する。また制御部１０１は、定期的にビーコンフレームを送信するよう制御してもよい。制御部１０１は、クロックを生成するクロック生成部を含んでもよい。また制御部１０１は外部からクロックが入力されるように構成されてもよい。制御部１０１は、クロック生成部で生成したクロック、または外部から入力されるクロックによって内部時間を管理してもよい。また、制御部１０１は、クロック生成部で作ったクロックを、ホストＣＰＵ等の外部に出力してもよい。

制御部１０１は、無線端末からのアソシエーション要求を受けて、必要に応じて認証等のプロセスを経て、当該無線端末と無線リンクを確立する。制御部１０１は、無線リンクを確立した無線端末に関する情報を、内部または外部のアクセス可能な記憶装置を用いて、管理する。制御部１０１は、任意のトリガにより、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の問い合わせを行うことを決定し、問い合わせフレームを生成する。制御部１０１は、アクセスポイント１１に接続中の無線端末の中から、問い合わせる無線端末を選択する。また、選択した端末数に応じて、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を決定する。選択した無線端末の識別情報等をそれぞれの端末情報フィールドに設定し、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値をそれぞれのフィールドに設定することにより、問い合わせフレームを生成する。ここで、個々の無線端末を選択する代わりに、グループを選択してもよい。この場合、制御部１０１は、事前に、無線端末を組み合わせてグループを生成し、各無線端末に、それぞれどのグループに属しているのかを管理フレーム等で事前に通知しておくものとする。この際、無線端末のグループを生成する時点で、各グループでの問い合わせ端末数は決まるため、予めグループの通知の際に、端末数に応じたＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘをグループＩＤに対応付けて通知しておいてもよい。制御部１０１は、グループを選択する場合、グループの識別情報用フィールドを問い合わせフレームに設け、当該フィールドに選択したグループの識別情報（グループＩＤ）を設定すればよい。この場合、端末情報フィールドは、無線端末に識別情報以外に個別に通知する情報がない場合は、省略してもよい。また、グループの通知の際に、端末数に応じたＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘを通知しておいた場合、問い合わせフレームで、ＣＷ＿ｍｉｎフィールドおよびＣＷ＿ｍａｘフィールドは不要である。

制御部１０１は、生成した問い合わせフレームを、ＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス制御に従って、送信部１０２から送信する。例えばＤＩＦＳとそれに続く乱数を用いて決めたバックオフ時間の間、キャリアセンスを行い、送信権を獲得できたら、問い合わせフレームを送信部１０２に出力する。

送信部１０２は、制御部１０１から入力されたフレームに物理ヘッダの付加や変調処理など、所望の物理層の処理を行う。また、物理層の処理後のフレームに対して、ＤＡ変換や、所望帯域の信号成分を抽出するフィルタ処理、周波数変換を行う。送信部１０２は、周波数変換された信号を増幅して、１つのアンテナまたは複数のアンテナから空間に電波として放射する。なお、図示の例では送信部を１つ設けているが、送信部を複数設け、送信部ごとに１つのアンテナが接続されてもよい。

また、制御部１０１は、受信部１０３を介して、キャリアセンス情報の管理を行う。具体的に、受信部１０３から入力する媒体（ＣＣＡ）のビジーおよびアイドルに関する物理的なキャリアセンス情報と、受信フレームの中に記載されている媒体予約時間に基づく仮想的なキャリアセンス情報との両方を包含してもよい。いずれか一方のキャリアセンス情報がビジーを示すならば、媒体がビジーであるとみなされ、その間の信号の送信が禁止される。

各アンテナで受信された信号は、受信部１０３において増幅され、周波数変換（ダウンコンバート）され、フィルタ処理される。フィルタ処理後の信号は、さらにＡＤ変換によりデジタル信号に変換されて、復調等の物理層の処理を経て、制御部１０１にフレームが入力される。制御部１０１は、フレームを解析して、解析結果に応じた動作を行う。なお、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信でない通常の送信のフレーム（要求フレームなど）の場合は、複数のアンテナのうちいずれか１つの任意または事前に定めたアンテナで受信された信号を処理してもよいし、ダイバーシティ技術を用いて各アンテナで受信した信号を処理してフレームを取得してもよい。あるいは、その他の方法で受信信号を処理してもよい。制御部１０１は、要求フレームを受信した場合、当該要求フレームを送信した無線端末がアップリンク送信用のデータを有していると把握する。要求フレームに基づきＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行わせる無線端末を選択し、選択した無線端末を指定した通知フレームを生成して送信する。また、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信された信号が受信された場合に、事前に取得した各無線端末との間の伝搬路情報に基づき受信部１０３でＭＩＭＯ復調を行うことで、無線端末ごとのデータフレームに分離する。なお、図示の例では受信部を１つ設けているが、複数の受信部を配置し、受信部ごとに１つのアンテナが、対応する送信部と共通に接続されてもよい。

なお、制御部１０１は、各端末に通知する情報、または各端末から通知された情報、またはこれらの両方を格納するための記憶装置にアクセスして当該情報を読み出してもよい。記憶装置は、内部メモリでも、外部メモリでもよく、揮発性メモリでも不揮発メモリでもよい。また、記憶装置は、メモリ以外に、ＳＳＤ、ハードディスク等でもよい。

上述した、制御部１０１と送信部１０２の処理の切り分けは一例であり、上述した形態とは別の形態も可能である。例えばデジタル領域の処理およびＤＡ変換までは、制御部１０１で行い、ＤＡ変換より後の処理を、送信部１０２で行うようにしてもよい。制御部１０１と受信部１０３の処理の切り分けも同様に、ＡＤ変換より前までの処理を、受信部１０３で行い、ＡＤ変換後の処理を含むデジタル領域の処理を、制御部１０１で行うようにしてもよい。一例として、本実施形態に係るベースバンド集積回路は、制御部１０１と、送信部１０２における物理層の処理を行う部分およびＤＡ変換を行う部分と、受信部１０３におけるＡＤ変換以降の処理を行う部分とに対応し、ＲＦ集積回路は、送信部１０２におけるＤＡ変換より後の処理を行う部分と、受信部１０３におけるＡＤ変換より前の処理を行う部分に対応する。本実施形態に係る無線通信用集積回路は、ベースバンド集積回路およびＲＦ集積回路のうち、少なくともベースバンド集積回路を含む。ここで述べた以外の方法でブロック間の処理、あるいはベースバンド集積回路およびＲＦ集積回路間の処理を切り分けてもよい。

図１２は、無線端末１に搭載される無線通信装置の機能ブロック図である。無線端末２〜４に搭載される無線通信装置は、無線端末１と同様の構成を有するため、説明を省略する。

図１２の無線通信装置は、制御部２０１と、送信部２０２と、受信部２０３と、アンテナ１Ａと、バッファ２０４とを備えている。制御部２０１は、アクセスポイント１１との通信を制御する制御部またはベースバンド集積回路に対応し、送信部２０２と受信部２０３は、一例として、フレームを送受信する無線通信部またはＲＦ集積回路に対応する。制御部２０１の処理、および送信部２０２と受信部２０３のデジタル領域の処理の全部または一部は、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、これらの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。端末は、制御部２０１、送信部２０２および受信部２０３の全部または一部の処理を行うプロセッサを備えてもよい。

バッファ２０４は、上位層と制御部２０１との間で、データを受け渡しするための記憶部である。上位層は、他の無線端末、アクセスポイント１１、またはサーバ等の他のネットワーク上の装置に送信するデータを生成して、バッファ２０４に格納したり、ネットワークから受信したフレームのデータを、バッファ２０１を介して受け取ったりする。上位層は、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰなど、ＭＡＣ層の上位の通信処理を行ってもよい。また、上位層は、データを処理するアプリケーション層の処理を行ってもよい。上位層の処理は、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、これらの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。

制御部２０１は、主としてＭＡＣ層の処理を行う。制御部２０１は、送信部２０２および受信部２０３を介して、アクセスポイント１１とフレームを送受信することで、アクセスポイント１１との通信を制御する。制御部２０１は、例えばアクセスポイント１１から定期的に送信されるビーコンフレームを、アンテナ１Ａおよび受信部２０３を介して受信する。制御部２０１は、クロック生成部を含んでもよい。また制御部２０１は外部からクロックが入力されるように構成されてもよい。クロックによって制御部２０１は内部時間を管理してもよい。クロック生成部で作ったクロックを外部に出力してもよい。

制御部２０１は、一例としてビーコンフレームを受信してアクセスポイント１１にアソシエーション要求を行い、必要に応じて認証等のプロセスを経て、当該アクセスポイント１１と無線リンクを確立する。制御部２０１は、アクセスポイント１１から問い合わせフレームが受信された場合、各端末情報フィールドのいずれかに自装置の識別情報が設定されているかを検査する。自装置の識別情報が設定されている場合は、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の候補端末として選定されたと判断し、バッファに未送信のデータがあるか等を確認することで、アップリンク送信用のデータがあるかを確認する。また問い合わせフレームに格納されているＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を特定する。制御部２０１は、確認の結果に応じて、要求フレームを生成し、ＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス制御に従って、送信部２０２およびアンテナ１Ａを介して送信する。要求フレームに対するＡＣＫフレームが返ってこない場合は、要求フレームを再送する。要求フレームの送信および再送の際、バックオフ時間を決定するために、上記で特定したＣＷ＿ｍｉｎ（およびＣＷ＿ｍａｘ）を利用する。また、制御部２０１は、アクセスポイント１１からグループを通知する管理フレーム等のフレームを受信した場合は、自装置が属するグループのグループＩＤを把握する。問い合わせフレームで各端末の識別情報でなく、グループが指定された場合、指定されたグループが、自装置が属するグループに一致するか判断し、一致する場合は、上述した自装置が指定された場合の同様の処理を行う。自装置の属するグループを通知するフレームで、当該グループに対応するＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘも通知されている場合は、当該フレームで通知されたＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を記憶しておき、自装置が属するグループを指定した問い合わせフレームを受けた際、当該記憶しておいたＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を利用して、要求フレームの送信および再送信を行ってもよい。

送信部２０２は、制御部２０１から入力されたフレームに物理ヘッダの付加や変調処理など、所望の物理層の処理を行う。また、物理層の処理後のフレームに対して、ＤＡ変換や、所望帯域の信号成分を抽出するフィルタ処理、周波数変換（アップコンバート）を行う。送信部２０２は、周波数変換された信号を増幅して、アンテナから空間に電波として放射する。

アンテナ１Ａで受信された信号は、受信部２０３において処理される。例えば、アクセスポイント１１から問い合わせフレームまたは通知フレームの信号が受信され、受信部２０３において処理される。受信信号は、受信部２０３において増幅され、周波数変換（ダウンコンバート）され、ファイルタリング処理で所望帯域成分が抽出される。抽出された信号は、さらにＡＤ変換によりデジタル信号に変換されて、復調等の物理層の処理を経て、制御部２０１にフレームが入力される。制御部２０１は、入力されたフレームを解析し、解析結果に応じて動作を行う。例えば問い合わせフレームを受信した場合は、上述した動作を行い、アップリンク送信用のデータが存在する場合は、要求フレームを生成して送信する。通知フレームを検出した場合、自装置がＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の端末として指定されているか否かを通知フレームで確認する。具体的に、各端末情報フィールドのいずれかに自装置の識別情報が設定されているかを確認し、設定されている場合は、自装置が指定されていると判断する。この場合、バッファからデータを読み出して、データフレームを構築し、送信部２０２およびアンテナ１Ａを介して、送信する。データフレームの送信は、通知フレームの受信完了からＳＩＦＳ等、予め定められた時間後に行う。これにより、通知フレームを受信した各無線端末から同じタイミングでデータフレームが送信され、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信（空間多重送信）が行われる。

制御部２０１は、アクセスポイント１１に通知する情報、またはアクセスポイント１１から通知した情報、またはこれらの両方を格納するための記憶装置にアクセスして情報を読み出してもよい。記憶装置は、内部メモリでも、外部メモリでもよく、揮発性メモリでも不揮発メモリでもよい。また、記憶装置は、メモリ以外に、ＳＳＤ、ハードディスク等でもよい。

上述した、制御部２０１と送信部２０２の処理の切り分けは一例であり、上述した形態とは別の形態も可能である。例えばデジタル領域の処理およびＤＡ変換までは、制御部２０１で行い、ＤＡ変換より後の処理を、送信部２０２で行うようにしてもよい。制御部２０１と受信部２０３の処理の切り分けも同様に、ＡＤ変換より前までの処理を受信部２０３で行い、ＡＤ変換後の処理を含むデジタル領域の処理を、制御部２０１で行うようにしてもよい。一例として、本実施形態に係るベースバンド集積回路は、制御部２０１と、送信部２０２における物理層の処理を行う部分およびＤＡ変換を行う部分と、受信部２０３におけるＡＤ変換以降の処理を行う部分とに対応し、ＲＦ集積回路は、送信部２０２におけるＤＡ変換より後の処理を行う部分と、受信部２０３におけるＡＤ変換より前の処理を行う部分に対応する。本実施形態に係る無線通信用集積回路は、ベースバンド集積回路およびＲＦ集積回路のうち、少なくともベースバンド集積回路を含む。ここで述べた以外の方法でブロック間の処理、あるいはベースバンド集積回路およびＲＦ集積回路間の処理を切り分けてもよい。

図１３は、第１の実施形態に係るアクセスポイントの動作のフローチャートである。

アクセスポイント１１は、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の実行を決定し、対象候補となる無線端末を選択する（Ｓ１０１）。アクセスポイント１１は、選択した無線端末の台数に応じて、無線端末が要求フレームの送信（および再送信）の際に用いるＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘを決定する。アクセスポイントは、選択した無線端末の識別情報をそれぞれの端末の端末情報フィールドに設定するとともに、決定したＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘをそれぞれのフィールドに設定することにより、問い合わせフレームを生成する。アクセスポイントは、ＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス制御に従って、問い合わせフレームを送信する（Ｓ１０３）。

アクセスポイントは、問い合わせ期間の間、アップリンク送信用のデータを有する無線端末からの要求フレームを待ち受ける（Ｓ１０４）。アップリンク送信用のデータの有無にかかわらず、要求フレームを送信する構成の場合は、問い合わせフレームで通知した各無線端末から要求フレームを待ち受ける。アクセスポイントは、予め定めた期間が経過した場合、または問い合わせフレームで指定したすべての無線端末から要求フレームを受信した場合等の予め定めた条件が成立したかを判断し（Ｓ１０５）、当該条件が成立した場合は、問い合わせ期間を終了し、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行う無線端末を決定する。そして、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ開始のトリガとなる通知フレームを生成し、生成した通知フレームを送信する（Ｓ１０６）。アクセスポイントは、通知フレームの送信完了から、ＳＩＦＳ等の一定時間後に各無線端末から送信されるデータフレームの信号を受信し、ＭＩＭＯ復調することで、各無線端末からのデータフレームを取得する（Ｓ１０７）。

図１４は、本実施形態に係る無線端末の動作を示すフローチャートである。

無線端末は、アクセスポイント１１から、問い合わせフレームを受信すると（Ｓ２０１）、問い合わせフレームで自装置が指定されているかを調べる（Ｓ２０２）。自装置が指定されている場合、アップリンク送信用のデータがあるか否かを確認し、また、問い合わせフレーム内のＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を確認する（Ｓ２０３）。無線端末は、確認の結果に応じて、アクセスポイントに要求フレームをＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス制御に従って送信する（Ｓ２０４）。アップリンク送信用のデータを有する場合のみ要求フレームを送信するシステム構成の場合は、アップリンク送信用のデータがある場合にのみ、要求フレームを送信し、そのようなデータが無い場合は、要求フレームの送信は不要である。なお、要求フレームの送信が必要な場合にのみ、問い合わせフレーム内のＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を確認するようにしてもよい。要求フレームの送信および再送信では、問い合わせフレームで通知されたＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘに従って、バックオフ時間を決定する。

無線端末は、アップリンク送信用のデータを有する場合において要求フレームをアクセスポイントに送信した場合は、その後のアクセスポイントから送信される通知フレームを待機する。無線端末は通知フレームを受信したとき（ステップＳ２０５）、通知フレーム内で自装置が、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の端末として、指定されているかを検査する（Ｓ２０６）。自装置が指定されていない場合は、今回は、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信は行わないことを決定する。自装置が指定されている場合は、通知フレームの受信完了からＳＩＦＳ等の予め定めた時間後に、データフレームを送信する（Ｓ２０７）。通知フレームで指定された他の無線端末からも同じタイミングでデータフレームが送信されるため、これによりＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信（空間多重送信）が実現される。

以上、本実施形態によれば、アクセスポイントは、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯの問い合わせ端末数に応じて、ＣＳＭＡ／ＣＡのバックオフパラメータ（ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの少なくとも一方）を変更する。問い合わせ数が少ない場合には、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの少なくとも一方を小さくすることでバックオフ期間を小さくし、問い合わせ期間の短縮が可能となる。これにより、必要以上のオーバーヘッド増大を防止することができる。一方、問い合わせ数が多い場合には、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの少なくとも一方の値を大きくしてバックオフ期間を大きくすることで、フレーム衝突の確率が増大を防止できる。その結果、再送起因による問い合わせ期間が必要以上に増大することを防止できる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、無線端末が送信した要求フレームの受信に成功した場合に、アクセスポイントがＡＣＫフレームを返したが、アクセスポイントは、要求フレームの受信成功の可否に拘わらず、ＡＣＫフレームを送信しないように、システムを構成してもよい。これにより、無線端末が送信した要求フレームの到達性は保証できなくなるものの、問い合わせ期間を短縮化できる。

図１５に、第２の実施形態に係る動作シーケンスの例を示す。アクセスポイントが、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の実施を決定すると、問い合わせフレーム２１Ａを送信する。図１６に、問い合わせフレーム２１Ａのフォーマット例を示す。第１の実施形態と異なり、問い合わせフレーム２１ＡにはＣＷ＿ｍａｘフィールドを含めなくてよい。これは、アクセスポイントは、無線端末が送信する要求フレームに対してＡＣＫフレームを返さないため、無線端末はフレーム送信の成功可否を判断できず、フレーム再送は行わないためである。つまり、本実施形態では、無線端末は、最初の要求フレームの送信のときにのみ、問い合わせフレームで指定されたＣＷ＿ｍｉｎを利用して、バックオフ期間を決定する。

以上、本実施形態によれば、要求フレームに対するＡＣＫフレームを返さないシステム構成としたことにより、問い合わせ期間を短縮し、システムのスループットを向上させることができる。

（第３の実施形態）
第１の実施形態では、問い合わせ期間の終了のための条件として、問い合わせフレームで指定した無線端末から要求フレームを受信した場合、および制限時間が経過した場合について述べた。

その他の例として、アクセスポイントは、事前に定めた数の無線端末から要求フレームを受信した場合に、問い合わせ期間を終了してもよい。事前に定めた数とは、問い合わせフレームで指定した無線端末の数以下の値である。例えば、アクセスポイントが可能な最大多重数以上の数の無線端末を問い合わせフレームで指定し、要求フレームの受信数が、当該最大多重数に達した場合に、問い合わせ期間を終了してもよい。例えば、アクセスポイントが元々２つの無線端末の多重を予定しているが、無線端末から応答（要求フレーム）を受信できるかわからないため、多めに４つの無線端末に問い合わせし、２つの無線端末から要求フレームを受信できた時点で、問い合わせ期間を終了することが考えられる。

以上、本実施形態によれば、アクセスポイントは、希望する多重数でのＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信をより早期に開始する可能性を高めることができる。

（第４の実施形態）
第１〜第３の実施形態では、アクセスポイントは、問い合わせフレームで、応答を要求する無線端末を指定したが、アクセスポイントに接続済み（無線リンクを確立済み）のすべての無線端末を指定対象とする場合は、無線端末の指定を問い合わせフレームで明示的に行わないことも可能である。

図１７に、第４の実施形態に係る問い合わせフレームのフォーマット例を示す。このフレームフォーマットでは、端末情報フィールドが存在しない。アクセスポイントは、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値（またはこれらのいずれか一方の値）を、アクセスポイントと接続（無線リンク）を確立している無線端末の台数に基づき決定してもよい。あるいは、アクセスポイントと接続を確立している無線端末数のうち、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信に対応している無線端末の台数に基づき決定してもよい。パワーセーブモードなど低消費電力状態に遷移している無線端末が存在するときは、その無線端末を除いて、無線端末数をカウントしてもよい。各無線端末に共通に通知する情報がある場合は、上述した共通情報フィールドを追加して、そのフィールドに、共通に通知する情報を設定してもよい。また、要求フレームの先頭側に互いに直交するプリアンブルを付加させる場合も、この共通情報フィールドを用いてプリアンブルパターンの情報を通知してもよい。

アクセスポイントからフレームを受信した無線端末は、フレームコントロールフィールドのタイプとサブタイプの値とから、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信に関する問い合わせフレームであることを把握する。無線端末は、アップリンク送信用のデータを有する場合に、応答（要求フレーム）を返す。あるいは、アップリンク送信用のデータを有するか否かに拘わらず、アップリンク送信用のデータの有無情報を含む応答（要求フレーム）を返す。これらのどちらの方法で要求フレームを返すのかは、事前に仕様またはシステムで決められている。あるいは、どちらの方法で要求フレームを返すのかを識別するためのフィールドを別途、問い合わせフレームに追加し、そのフィールドから判断することも可能である。なお、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信に対応していない無線端末が問い合わせフレームを受信した場合は、問い合わせフレームを無視して、要求フレームを返さなくてもよい。

本実施形態では、アクセスポイントは、問い合わせ期間の終了として、事前に定めた数の無線端末から要求フレームを受信した場合に、問い合わせ期間を終了してもよいし、制限時間が経過した場合に、問い合わせ期間を終了してもよい。あるいは、これらの条件のうちいずれか一方が成立した場合に、問い合わせ期間を終了してもよい。

以上、本実施形態によれば、問い合わせフレームから端末情報フィールドを省略できるため、問い合わせフレームのフレーム長を短くできる。

（第５の実施形態）
第１〜第４の実施形態では、アクセスポイントがＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を決定し、問い合わせフレームでこれらの値を通知したが、バックオフ時間に関するパラメータ情報（ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値）を無線端末側で算出するようにしてもよい。この場合、問い合わせフレームから、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘフィールドを省略してよい。ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘフィールドを省略した問い合わせフレームのフレームフォーマット例を図１８に示す。

問い合わせフレームを受信した無線端末は、問い合わせフレームで指定されている無線端末の台数を把握し、把握した台数に応じて、要求フレームの送信の際に適用するＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を決定する。ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値の決定方法は、第１の実施形態で述べたアクセスポイントが決定する場合と同じ方法を用いればよい。

問い合わせフレームで指定されている無線端末の台数を把握する方法としては、問い合わせフレームに格納されている無線端末の識別情報の個数（端末情報フィールド数）を計数してもよい。あるいは、問い合わせフレームに、指定する無線端末の台数を設定するフィールドを設け、そのフィールドから判断してもよい。また、問い合わせフレームでグループＩＤが設定されている場合は、グループのグループＩＤと、当該グループに属する端末一覧（またはグループに属する端末数）とを対応づけた情報に基づき、端末数を特定してもよい。グループＩＤと端末一覧との対応情報は、事前にアクセスポイントから取得しておけばよい。本段落で述べたような、フレームに格納されている無線端末の識別情報、無線端末の台数、グループＩＤ等は、ＣＳＭＡ／ＣＡのキャリアセンスを行う際のバックオフ時間（より詳細には、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値）を特定するための情報の一例である。

図１９は、第５の実施形態に係る無線端末の動作を示すフローチャートである。図１５のフローチャートに対してステップＳ２０８が追加されている。図１５との差分を中心に説明する。

無線端末は、問い合わせフレームで自装置が指定されている場合（ステップＳ２０２のＹＥＳ）、問い合わせフレームで指定されている端末台数（自装置および他装置の合計台数）を算出する。例えば、問い合わせフレームの各端末情報フィールドからそれぞれ無線端末の識別情報を読み出し、読み出した識別情報の個数を計数することで、候補端末台数を特定する。端末情報フィールドの個数を計数可能な場合は、当該フィールド数を計数してもよい。あるいは、問い合わせフレーム内に候補端末数を格納するフィールドが設けられている場合は、当該フィールドから候補端末数を特定してもよい。無線端末は、候補端末数に基づき、ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を、第１の実施形態でアクセスポイントが算出したのと同様の方法で決定する。ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値を決定したら、ステップＳ２０３に進み、以降は、図１５と同様である。なお、本フローチャートのステップの順序は図示のものに限定されず、目的の動作が得られる限り、順序の変更が可能である。例えば、ステップＳ２０３とステップＳ２０８の順序を逆にすることも可能である。

以上、本実施形態によれば、無線端末側でバックオフ時間のパラメータ情報（ＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘの値）を決定することにより、アクセスポイントの構成を簡略にできる。また、アクセスポイントから送信する問い合わせフレームのフレーム長さを低減できる。

（第６の実施形態）
これまで述べた実施形態では、問い合わせフレームの送信のトリガがアクセスポイントの判断であったが、本実施形態では、アクセスポイントが、任意の１台の無線端末から要求フレームを受信したことをトリガに、他の無線端末にアップリンク送信用のデータを有するかの問い合わせフレームを送信する。以下、第２の実施形態（図１５参照）を拡張した形で本実施形態を説明するが、第１および第３〜第５の実施形態も同様にして拡張可能である。

図２０に、第６の実施形態に係るアクセスポイントおよび無線端末間の動作シーケンスの例を示す図。

無線端末１が、アップリンク送信用のデータを有し、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信で当該データの送信を要求するため、要求フレーム２４を送信する。この要求フレームのフォーマットは、これまでの実施形態と同じ（図５参照）でもよいし、これとは別に定義したものでもよい。無線端末１は要求フレーム２４を送信するため、ＤＩＦＳとランダムに決定したバックオフ時間の間、キャリアセンスを行い、送信権を獲得する。このときのバックオフ時間は、従来の方法で決めたバックオフ時間でよい。すなわち、問い合わせフレームで通知するＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘとは別に、事前に仕様またはシステムで決められたＣＷ＿ｍｉｎおよびＣＷ＿ｍａｘで決める。アクセスポイント１１は、無線端末１から要求フレーム２４を受信すると、ＳＩＦＳ後に、問い合わせフレーム２１Ｂを送信する。

問い合わせフレーム２１Ｂでは、第２の実施形態で述べたように、少なくともＣＷ＿ｍｉｎを通知するが、このときのＣＷ＿ｍｉｎは、無線端末１を除いた問い合わせ先となる無線端末数に応じて決定すればよい。ＣＷ＿ｍａｘを決定する場合も、同様にして決定すればよい。また、問い合わせフレーム２１Ｂでは、トリガとなる要求フレーム２４を送信した無線端末１の端末情報フィールドは、不要である。図２０の例では、無線端末２と無線端末３が問い合わせ先として選定されており、無線端末２、３の端末情報フィールドのみでよい。無線端末２、３は、それぞれ問い合わせフレーム２１Ｂに対して、要求フレーム２２、２３をアクセスポイント１１に応答している。要求フレーム２２、２３のフォーマットは、無線端末１が送信した要求フレーム２４と同じでもよいし、異なってもよい。

アクセスポイント１１は、トリガとなる要求フレーム２４を送信した無線端末１と、問い合わせフレーム２１Ｂに対する応答フレーム（要求フレーム）２２、３０を送信した無線端末２、３を、ＵＬ−ＭＵ−＿ＭＩＭＯ送信を行う端末として選定し、これらの無線端末１〜３を指定した通知フレーム２６Ａを送信する。通知フレーム２６Ａを受信した無線端末１〜３は、自装置が通知フレーム２６Ａで指定されていることを確認し、通知フレーム２６Ａの受信完了からＳＩＦＳ後に、データフレーム２７、２８、３１をそれぞれ送信する。アクセスポイント１１は、データフレーム２７、２８、３１の受信に成功したかの検査結果を表す確認応答情報を含むＢｌｏｃｋＡＣＫフレーム２９Ａを送信する。

以上、本実施形態によれば、問い合わせフレームから、問い合わせフレーム送信の発動のトリガとなった無線端末１の端末情報フィールドを省くことができるため、問い合わせフレームを短くできる。また、トリガとなる要求フレーム２４を送信した無線端末１は、問い合わせフレームに応答する必要がないため、問い合わせフレーム送信からＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ送信開始までの時間を短縮できる。また、少なくとも無線端末１はアップリンク送信用のデータを有するため、問い合わせフレームに対して、問い合わせ先のすべての無線端末がアップリンク送信用のデータを有していないといった状況を防止することができる。

（第７の実施形態）
図２１は、端末（非アクセスポイントの端末）またはアクセスポイント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。端末またはアクセスポイントは、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、ハンドヘルド装置等でもよい。

図２２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、無線通信装置が非アクセスポイントの端末およびアクセスポイント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１１または図１２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、アンテナは１本のみであるが、２本以上のアンテナを備えていてもよい。この場合、各アンテナに対応して、送信系統（２１６、２２２〜２２５）、受信系統（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制御回路２１２に接続されてもよい。

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 Ｃｏｎｖｅｔｅｒ）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格納する。またメモリ２１３は、端末またはアクセスポイントに通知する情報、または端末またはアクセスポイントから通知された情報、またはこれらの両方を格納する。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（ＭＩＭＯ変調を含んでもよい）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）、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。

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）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、受信側の低雑音増幅器（ＬＮＡ）２３４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。なお、バラン２３５とＬＮＡ２３４の順番を逆にした構成でもよい。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Ｉ信号をデジタルＩ信号に変換し、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（ＭＩＭＯ復調を含んでもよい）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。

上述した各部の処理の詳細は、図１１、図１２の説明から自明であるため、重複する説明は省略する。

（第８の実施形態）
図２３（Ａ）および図２３（Ｂ）は、それぞれ第８の実施形態に係る無線機器の斜視図である。図２３（Ａ）の無線機器はノートＰＣ３０１であり、図２３（Ｂ）の無線機器は移動体端末３２１である。それぞれ、端末（アクセスポイントを含む）の一形態に対応する。ノートＰＣ３０１および移動体端末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（アクセスポイントを含む）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機器は、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、スマートフォン等にも搭載可能である。

また、端末（アクセスポイントを含む）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２４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２４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９の実施形態）
第９の実施形態では、上述した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。

（第１０の実施形態）
第１０の実施形態では、上述した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１１の実施形態）
第１１の実施形態では、上述した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１２の実施形態）
第１２の実施形態では、上述した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、無線通信装置における送信部または受信部または制御部と接続される。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１３の実施形態）
第１３の実施形態では、上述した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１４の実施形態）
第１４の実施形態では、上述した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、送信部または受信部または制御部と接続される。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１５の実施形態）
第１５の実施形態では、上述した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、送信部または受信部または制御部と接続される。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１６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、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、非アクセスポイント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。無線通信アクセスポイントがある無線通信端末との間の接続を切断した場合には、例えば無線通信アクセスポイントが自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、無線通信アクセスポイントが自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（例えばデータフレーム用の再送タイマ）を起動し、第１のタイマが切れるまで（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（例えば管理フレーム用の再送タイマ）を起動する。第１のタイマと同様、第２のタイマでも、第２のタイマ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のタイマを止め、再び初期値から起動する。第３のタイマ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（例えば管理フレーム用の再送タイマ）を起動する。この場合も、第２のタイマ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は、ここでは第２のタイマとして前者の場合と同じものを用いたが、異なるタイマ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）の６種類ある。

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）場合に発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２５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を発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。本実施形態では、このようなフレーム間隔のパラメータを用いる無線通信システムを通信レンジの広い干渉システムとして想定する。

なお、各実施形態で記載されているフレームは、Ｎｕｌｌ Ｄａｔａ Ｐａｃｋｅｔなど、ＩＥＥＥ８０２．１１規格または準拠する規格で、パケットと呼ばれるものを指してもよい。

なお、複数の端末が送信するフレームは、異なる内容のフレームであっても、同一の内容のフレームでもよい。一般的な表現として、複数の端末が第Ｘのフレームを送信または受信すると表現するとき、これらの第Ｘのフレームの内容は同じであっても、異なってもよい。Ｘは任意の値である。同様に、端末が複数の第Ｘフレームを（時系列に）送信すると表現するとき、これらの第Ｘのフレームの内容は同じであっても、異なってもよい。Ｘは任意の値である。

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。

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：アクセスポイント（無線端末）
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ：アンテナ
１、２、３、４：無線端末
１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａ：アンテナ
２１：問い合わせフレーム
２６：通知フレーム
１０１、２０１：制御部
１０２、２０２：送信部
１０３、２０３：受信部
１０４、２０４：バッファ
１１１、２１１：ベースバンド部
１２１、２２１：ＲＦ部
１２２、２２２：送信回路
１２３、２２３：受信回路
１１２、２１２：制御回路
１１３、２１３：送信処理回路
１１４、２１４：受信処理回路
１１５、１１６、２１５、２１６：ＤＡ変換回路
１１７、１１８、２１７、２１８：ＡＤ変換回路
３０１：ノートＰＣ
３０５、３１５、３５５：無線通信装置
３２１：移動体端末
３３１：メモリーカード
３３２：メモリーカード本体

Claims (36)

1. 自装置と接続を確立している他の無線通信装置の台数に応じて、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）に従ってキャリアセンスを行う際のバックオフ時間に関するパラメータ情報を決定し、ＲＦ集積回路を介して、応答フレームを前記パラメータ情報に従って送信することを指示する第１フレームを送信するベースバンド集積回路
   を備えた無線通信用集積回路。
2. 前記パラメータ情報は、前記バックオフ時間を算出するための乱数を生成する乱数の範囲を定める情報であり、
   前記ベースバンド集積回路は、前記他の無線通信装置の台数が大きいほど、前記乱数の範囲が大きくなるように、前記パラメータ情報を決定する
   請求項１に記載の無線通信用集積回路。
3. 前記パラメータ情報は、前記乱数の範囲の最小幅を規定する値と、前記乱数の範囲の最大値を規定する値とのうちの少なくとも一方を含む
   請求項２に記載の無線通信用集積回路。
4. 前記乱数の範囲の最小幅を規定する値は、最小コンテンションウィンドウの値であり、前記乱数の範囲の最小幅を規定する値は、最大コンテンションウィンドウの値である
   請求項３に記載の無線通信用集積回路。
5. 前記ベースバンド集積回路は、前記他の無線通信装置の台数が大きいほど、最小コンテンションウィンドウを大きい値に決定する
   請求項３または４に記載の無線通信用集積回路。
6. 前記ベースバンド集積回路は、前記他の無線通信装置の台数が大きいほど、前記最大コンテンションウィンドウを大きい値に決定する
   請求項３または４に記載の無線通信用集積回路。
7. 前記ベースバンド集積回路は、前記無線通信装置と接続を確立している他の無線通信装置のうち、アップリンクのマルチユーザ多重方式に対応している他の無線通信装置の台数に応じて、前記パラメータ情報を決定する
   請求項１ないし６のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
8. 前記ベースバンド集積回路は、前記無線通信装置と接続を確立している他の無線通信装置のうち、低消費電力モードに遷移していない無線通信装置の台数に応じて、前記パラメータ情報を決定する
   請求項１ないし７のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
9. 前記ベースバンド集積回路は、前記無線通信装置と接続を確立している他の無線通信装置のうちアップリンク送信用のデータを有するかを問い合わせる前記他の無線通信装置を選択し、選択した他の無線通信装置の台数に応じて、前記パラメータ情報を決定し、前記選択した他の無線通信装置に対して、前記アップリンク送信用のデータを有するかを問い合わせる前記第１フレームを送信する
   請求項１ないし８のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
10. 前記第１フレームは、前記選択した他の無線通信装置を特定する情報を含み、
    前記ベースバンド集積回路は、前記第１フレームの応答フレームとして、前記アップリンク送信用のデータを有する他の無線通信装置から第２フレームを受信し、前記第２フレームを送信した他の無線通信装置の中からアップリンクのマルチユーザ多重送信を行う無線通信装置を選択する
    請求項９に記載の無線通信用集積回路。
11. 前記第１フレームは、前記選択した他の無線通信装置を特定する情報を含み、
    前記ベースバンド集積回路は、前記第１フレームの応答フレームとして、前記アップリンク送信用のデータの有無を特定する情報を含む第３フレームを受信し、前記アップリンク送信用のデータを有する他の無線通信装置の中からアップリンクのマルチユーザ多重送信を行う無線通信装置を選択する
    請求項９に記載の無線通信用集積回路。
12. 前記選択した他の無線通信装置を特定する情報は、前記選択した他の無線通信装置の識別情報、または前記選択した他の無線通信装置が共通に属するグループの識別情報を含む
    請求項１０または１１に記載の無線通信用集積回路。
13. 前記ベースバンド集積回路は、前記他の無線通信装置の中から選択した前記アップリンクのマルチユーザ多重送信を行う無線通信装置を特定する情報を含む第４フレームを送信し、前記第４フレームの送信完了から一定時間後に、前記第４フレームで特定された無線通信装置からマルチユーザ多重で送信される第５フレームを受信する
    請求項１１に記載の無線通信用集積回路。
14. 前記ベースバンド集積回路は、前記第１フレームの送信後、予め定めた条件が成立した場合に前記第４フレームの送信を行う
    請求項９ないし１３のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
15. 前記ベースバンド集積回路は、前記予め定めた条件として、前記第１フレームの送信後予め定めた制限時間が経過した場合、前記第１フレームの送信後予め定めた数の無線通信装置からの応答フレームを受信した場合、前記第１フレームで指定した無線通信装置のすべてから応答フレームを受信した場合の少なくともいずれかが成立した場合に、前記第４フレームの送信を行う
    請求項１４に記載の無線通信用集積回路。
16. 前記ベースバンド集積回路は、前記他の無線通信装置のうちの１台から第６フレームを受信した場合に、前記第６フレームを送信した前記他の無線通信装置以外の無線通信装置の中から、前記アップリンク送信用のデータを有するかを問い合わせる前記他の無線通信装置を選択し、前記第６フレームを送信した前記他の無線通信装置および前記応答フレームを送信した前記他の無線通信装置の中から、前記アップリンクのマルチユーザ多重送信を行う無線通信装置を選択する
    請求項１０ないし１３のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
17. アクセスポイントとして動作する
    請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
18. ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って通信する
    請求項１ないし１７のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
19. 前記ＲＦ集積回路をさらに備え、
    前記ベースバンド集積回路は、前記第１フレームをＤＡ変換し、
    前記ＲＦ集積回路は、ＤＡ変換後の前記第１フレームを無線周波数にアップコンバートする
    請求項１ないし１８のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
20. 前記ＲＦ集積回路をさらに備え、
    前記ベースバンド集積回路および前記ＲＦ集積回路が１つの集積回路で構成された
    請求項１ないし１９のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
21. 少なくとも１つのアンテナと、
    前記アンテナを介してフレームを送受信する無線通信部と、
    自装置と接続を確立している他の無線通信端末の台数に応じて、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）に従ってキャリアセンスを行う際のバックオフ時間に関するパラメータ情報を決定し、前記無線通信部を介して、応答フレームを前記パラメータ情報に従って送信することを指示する第１フレームを送信する制御部と
    を備えた無線通信端末。
22. ＲＦ集積回路を介して、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）に従ってキャリアセンスを行う際のバックオフ時間を特定するための情報を含む第１フレームを受信し、前記情報に従って、前記第１フレームに対する応答フレームを送信するためのキャリアセンスを行う際のバックオフ時間を決定する、ベースバンド集積回路
    を備えた無線通信用集積回路。
23. 前記情報は、前記バックオフ時間を算出するための乱数を生成する乱数の範囲を定める情報である
    請求項２２に記載の無線通信用集積回路。
24. 前記情報は、１つ以上の無線通信装置を指定する情報であり、
    前記ベースバンド集積回路は、前記情報で指定されている無線通信装置の台数に応じて前記バックオフ時間を決定する
    請求項２２に記載の無線通信用集積回路。
25. 前記ベースバンド集積回路は、前記第１フレームで指定されている無線通信装置の台数が大きいほど、前記バックオフ時間を算出するための乱数を生成する乱数の範囲を大きく設定する
    請求項２４に記載の無線通信用集積回路。
26. 前記１つ以上の無線通信装置を指定した前記第１フレームには、前記無線通信装置の識別情報が設定されており、
    前記ベースバンド集積回路は、前記第１フレームに設定されている前記識別情報の個数を計数することにより、または当該識別情報がそれぞれ異なるフィールドに格納されている場合に当該フィールド数を計数することにより、前記第１フレームで指定されている無線通信装置の台数を把握する
    請求項２４または２５に記載の無線通信用集積回路。
27. 前記情報は、前記無線通信装置が共通に属するグループの識別情報であり、
    前記ベースバンド集積回路は、前記識別情報に示されるグループに属する無線通信装置の台数を予め取得した情報に基づき特定することにより、前記第１フレームで指定されている無線通信装置の台数を把握する
    請求項２４または２５に記載の無線通信用集積回路。
28. 前記第１フレームには、前記第１フレームで指定された無線通信装置の台数を表す情報が格納されており、
    前記ベースバンド集積回路は、前記情報に基づき、前記第１フレームで指定されている無線通信装置の台数を把握する
    請求項２４または２５に記載の無線通信用集積回路。
29. 前記ベースバンド集積回路は、前記第１フレームが自装置を特定する情報を含んでおり、かつアップリンク送信用のデータを有する場合に、前記第１フレームに対する前記応答フレームを、前記キャリアセンスの結果に応じて送信する
    請求項２２ないし２７のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
30. 前記ベースバンド集積回路は、前記第１フレームが自装置を特定する情報を含んでいる場合に、前記第１フレームに対する前記応答フレームとして、アップリンク送信用のデータの有無を特定する情報を含む第２フレームを、前記キャリアセンスの結果に応じて送信する
    請求項２２ないし２７のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
31. ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って通信する
    請求項２２ないし３０のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
32. 前記ＲＦ集積回路をさらに備え、
    前記ＲＦ集積回路は、前記第１フレームを無線周波数からベースバンド周波数にダウンコンバートし、
    前記ベースバンド集積回路は、ダウンコンバート後の前記第１フレームをＡＤ変換する
    請求項２２ないし３１のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
33. 前記ＲＦ集積回路をさらに備え、
    前記ベースバンド集積回路および前記ＲＦ集積回路が１つの集積回路で構成された
    請求項２２ないし３２のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
34. 少なくとも１つのアンテナと、
    前記アンテナを介して、フレームを送受信する無線通信部と、
    前記無線通信部を介して、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）に従ってキャリアセンスを行う際のバックオフ時間を特定するための情報を含む第１フレームを受信し、前記情報に従って、前記第１フレームに対する応答フレームを送信するためのキャリアセンスを行う際のバックオフ時間を決定する、制御部と
    を備えた無線通信端末。
35. 無線通信装置で実行する無線通信方法であって、
    前記無線通信装置と接続を確立している他の無線通信装置の台数に応じて、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）に従ってキャリアセンスを行う際のバックオフ時間に関するパラメータ情報を決定するステップと、
    応答フレームを前記パラメータ情報に従って送信することを指示する第１フレームを送信するステップと
    を備えた無線通信方法。
36. 無線通信装置で実行する無線通信方法であって、
    ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）に従ってキャリアセンスを行う際のバックオフ時間を特定するための情報を含む第１フレームを受信するステップと、
    前記情報に従って、前記第１フレームに対する応答フレームを送信するためのキャリアセンスを行う際のバックオフ時間を決定するステップと
    を備えた無線通信方法。

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