KR20120022852A - 통신 장치 및 통신 방법 및 통신 시스템 - Google Patents

Abstract

복수의 유저 앞으로의 가변 길이 프레임 포맷의 프레임을 다중화해서 적절하게 전송한다. 공간 분할 다원 접속에 의해 길이가 상이한 데이터 프레임을 동일 시간상에서 다중화하는데, 다중화되는 프레임을 최종적으로는 길이를 동일하게 해서 송신 함으로써, 도 4의 액세스 포인트 STA0으로부터 다중화된 데이터 프레임을 각 통신국 STA1 내지 STA3에서 수신할 때, 혹은 도5의 각 통신국 STA1 내지 STA3으로부터 동시 송신된 데이터를 액세스 포인트 STA0에서 수신할 때에 AGC의 동작 불안정을 해소할 수 있다.

Description

통신 장치 및 통신 방법 및 통신 시스템{COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION METHOD, AND COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 공간축상의 무선 리소스를 복수의 유저가 공유하는 공간 분할 다원 접속(Space Division Multuple Access: SDMA)을 적용하는 통신 장치 및 통신 방법 및 통신 시스템에 관계되고, 특히 복수의 유저 앞으로의 가변 길이 프레임 포맷의 프레임을 다중화해서 전송하는 통신 장치 및 통신 방법 및 통신 시스템에 관한 것이다.

무선 통신은 종래의 유선 통신에 있어서의 배선 작업의 부담을 해소하고, 나아가 이동체 통신을 실현하는 기술로서 이용에 제공되고 있다. 예를 들어, 무선LAN(Local Area Network)에 관한 표준적인 규격으로서, IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11를 들 수 있다. IEEE 802.11a/g는 이미 널리 보급되어 있다.

IEEE 802.11a/g의 규격에서는 2.4GHz대 혹은 5GHz대 주파수에 있어서, 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM)을 이용하여, 최대(물리층 데이터 레이트)로 54Mbps의 통신 속도를 달성하는 변조 방식을 서포트하고 있다. 또한, 그 확장 규격인 IEEE 802.11n에서는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 통신 방식을 채용해서 한층 더 고도의 비트 전송률을 실현하고 있다. 여기서 MIMO란, 송신기측과 수신기측의 양쪽에 있어서 복수의 안테나 소자를 구비하고, 공간 다중한 스트림을 실현하는 통신 방식이다(주지). IEEE 802.11n에 의해 100Mbps 초과의 고 스루풋(High Throughput : HT)을 달성할 수 있지만, 전송 콘텐츠의 정보량 증대에 수반하여, 한층 더 고속화가 요구되고 있다.

예를 들어, MIMO 통신기의 안테나 개수를 증가시켜서 공간 다중하는 스트림수가 증가함으로써, 하위 호환성을 유지하면서 일대일의 통신에 있어서의 스루풋을 향상시킬 수 있다. 그러나, 앞으로는 통신에 있어서의 유저당 스루풋과 더불어, 복수 유저 전체의 스루풋을 향상시키는 것이 요구되고 있다.

IEEE 802.11ac의 작업 그룹에서는, 6GHz이하의 주파수대를 사용하고, 데이터 전송속도가 1Gbps를 초과하는 무선 LAN 규격 책정을 목표로 삼고 있지만, 그 실현에는 멀티 유저 MIMO(MU-MIMO) 혹은 SDMA(Space Division Multuple Access)와 같이, 공간축상의 무선 리소스를 복수의 유저가 공유하는 공간 분할 다원 접속 방식이 유력하다.

현재 시점에서, 공간 분할 다원 접속은 PHS(Personal Handyphone System)이나 LTE(Long Term Evolution) 등의 시분할 다원 접속(Time Division Multiple Access : TDMA)을 기초로 한 차세대 휴대 전화계 시스템의 기반 기술의 하나로서 검토되고 있다. 또한, 무선 LAN 분야에서는 상기와 같이 일대다 통신이 주목받고 있지만, 적용예는 거의 없다. 이것은 패킷통신에 있어서 복수의 유저를 효율적으로 다중화하는 것이 어렵다는 것에 의거한 것이라고도 사료된다.

이와 관련하여, 종래부터의 IEEE 802.11 규격과는 하위 호환성을 유지하는 패킷 포맷으로 이루어진 RTS, CTS, ACK 패킷을 사용하여, 종래부터의 IEEE 802.11 규격에 있어 캐리어 샌스(carrier sense)와 어뎁티브 어레이 안테나(adaptive array antenna)에 의한 공간 분할 다원 접속이라는 두 가지 기술을 조합한 통신 시스템에 대한 제안이 이루어지고 있다(예를 들어 특허문헌 1을 참조).

여기서 공간 분할 다원 접속을 무선 LAN에 적용하는 경우, 가변 길이의 프레임을 동일한 시간축상에서 다중화하는 케이스를 생각할 수 있다. 복수 유저 각각에 대한 송신 데이터 길이가 모두 동일한 크기이면 문제없지만, 송신 데이터 길이의 차이에 의해 다중화하는 프레임 길이가 제각각이면, 송신기간 중에 프레임 다중화수가 증감됨에 따라 총 송신 전력이 급격히 변화한다. 길이가 상이한 프레임을 그대로 다중화 송신하면, 수신측에서는 프레임 다중화수의 증감에 수반하여 수신 전력이 급격히 변화하고, 자동이득제어(Auto Gain Control: AGC)의 점에서 불안정한 동작을 유발하게 되고, 또한 IEEE 802.11로 규격화되어 있는 RCPI(Received Channel Power Indicator: 수신 채널 전력 인디케이터)에 대해서 프레임 내의 전력 분포가 일정하지 않게 되는 등의 다양한 관점에서 문제가 발생할 가능성이 있다. 이로 인해, 동일 시간상에서 다중화되는 프레임은 유저 마다의 송신 데이터 길이가 제각각이더라도 최종적으로는 같은 프레임 길이로 송신될 필요가 있다.

예를 들어, 종래의 셀룰러 시스템과 같은 고정 프레임 포맷 시스템에 있어서는 다이버시티용 데이터의 삽입이나(예를 들어 특허문헌 2를 참조), 할당 시간의 스케줄링(예를 들어 특허문헌 3을 참조), 가변 데이터 레이트(예를 들어 특허문헌 4, 5를 참조), 가변 채널 구성(예를 들어, 특허문헌 6을 참조)에 의해 프레임 등의 보충을 할 수 있다. 이에 대해, 무선 LAN과 같은 가변 길이 프레임 포맷을 채용하는 시스템과는 근본적으로 구조가 상이하므로 이들의 종래 기술을 적용하는 것은 곤란하다.

일본 특허 공개 제2004-328570호 공보 일본 특허 공개 제2001-148646호 공보 일본 특허 공표 제2009-506679호 공보 일본 특허 공개 제2008-236065호 공보 일본 특허 제2855172호 공보 일본 특허 공개 제2007-89113호 공보

본 발명의 목적은 공간축상의 무선 리소스를 복수의 유저가 공유하는 공간 분할 다원 접속을 적용해서 적절하게 통신 동작을 행할 수 있는, 우수한 통신 장치 및 통신 방법 및 통신 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 추가적인 목적은, 복수의 유저 앞으로의 가변 길이 프레임 포맷의 프레임을 다중화해서 적절하게 전송할 수 있는 우수한 통신 장치 및 통신 방법 및 통신 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 추가적인 목적은, 복수 유저의 각각에 대한 송신 데이터 길이가 균일하다고는 할 수 없는 경우에도 송신측에서 총 송신 전력의 급격한 변화를 피하면서, 가변 길이 프레임 포맷의 프레임을 다중화해서 적절하게 전송할 수 있는 우수한 통신 장치 및 통신 방법 및 통신 시스템을 제공하는 것에 있다.

본원은 상기 과제를 참작해서 이루어진 것이며, 청구항 1에 기재된 발명은,

동일 시간상에서 송신해야 할 복수의 프레임을 생성하는 프레임 생성부와,

상기 프레임 생성부에서 생성한 상기 복수의 프레임 중 적어도 일부에 패딩을 실시하고, 프레임 길이를 조정하는 프레임 길이 제어부와,

프레임 길이를 조정한 후 상기 복수의 프레임을 동일 시간축상에서 다중화해서 송신하는 통신부를 구비하고,

동일 시간상에서 다중화되는 상기 복수의 프레임을 최종적으로는 같은 프레임 길이로 송신하는 통신 장치이다.

본원의 청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1에 기재된 통신 장치가 동일 시간상에서 다중화해서 송신하는 상기 복수의 프레임의 수신처는 모두 또는 일부가 상이한 통신 장치이다.

본원의 청구항 3에 기재된 발명은,

다른 1 이상의 통신 장치와 함께 동일 시간상에서 송신해야 할 프레임을 생성하는 프레임 생성부와,

상기 프레임 생성부에서 생성한 상기 프레임에 패딩을 실시하고, 프레임 길이를 조정하는 프레임 길이 제어부와,

프레임 길이를 조정한 후의 상기 복수의 프레임을 동일 시간상에서 다중화해서 송신하는 통신부를 구비하고,

상기 다른 통신 장치와의 사이에서 서로 동일한 프레임 길이가 되도록 하고, 동일 시간상에서 상기 프레임을 송신하는 통신 장치이다.

본원의 청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 청구항 3에 기재된 통신 장치가 다른 1 이상의 통신 장치와 함께 동일 시간상에서 송신하는 상기 프레임의 수신처는 동일한 통신 장치이다.

본원의 청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 또는 3에 기재된 통신 장치의 통신부는 공간 분할 다중화, 부호 분할 다중화, 주파수 분할 다중화, 직교 주파수 분할 다중화 중 어느 하나의 다중화 방식 또는 2 이상을 조합한 다중화 방식에 의해, 상기 복수의 프레임을 동일 시간상에서 다중화해서 송신하도록 구성되어 있다.

본원의 청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 또는 3에 기재된 통신 장치의 프레임 길이 제어부는, 프레임의 수신처가 되는 통신 장치와의 사이에서 기지(旣知)의 비트 또는 심볼을 이용해서 패딩을 행하도록 구성되어 있다.

본원의 청구항 7에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1에 기재된 통신 장치의 통신부는 복수의 안테나 소자를 구비하고, 각 안테나 브랜치에 대하여 어뎁티브 어레이 안테나의 가중치를 적용함으로써, 공간축상의 무선 리소스를 복수의 통신 장치에 할당해서 상기 복수의 프레임을 동일 시간상에서 다중화하도록 구성되어 있다.

본원의 청구항 8에 기재된 발명에 의하면, 청구항 4에 있어서의 통신 장치가 다른 1 이상의 통신 장치와 함께 프레임의 수신처가 되는 상기 동일한 통신 장치는, 복수의 안테나 소자를 구비하고, 각 안테나 브랜치에 대하여 어뎁티브 어레이 안테나의 가중치를 적용함으로써, 상기 다른 1 이상의 통신 장치와 함께 동일 시간상에서 송신된 복수의 프레임을 공간 분리하도록 구성되어 있다.

본원의 청구항 9에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 또는 3에 기재된 통신 장치의 프레임 길이 제어부는, 심볼 단위로 패딩을 실시하는 경우에 싱글 캐리어 변조이면 1 이상의 소정의 심볼의 조합, 직교 주파수 분할 다중화이면 1 이상의 소정의 서브 캐리어의 조합, 또는 심볼이나 직교 주파수 분할 다중 심볼의 조합으로 패딩을 행하도록 구성되어 있다.

본원의 청구항 10에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 또는 3에 기재된 통신 장치의 프레임 길이 제어부는, 직교 주파수 분할 다중 심볼의 조합으로 프레임에 패딩을 행하는 경우에 있어서, 패딩하는 심볼 위치에 따라서 패딩하는 서브 캐리어의 조합을 변화시키도록 구성되어 있다.

본원의 청구항 11에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 또는 3에 기재된 통신 장치의 프레임 길이 제어부는 프레임의 데이터부의 전방 또는 후방에 함께 패딩을 행하도록 구성되어 있다.

본원의 청구항 12에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 또는 3에 기재된 통신 장치의 프레임 길이 제어부는 프레임의 데이터부 전체에 걸쳐 분산해서 패딩 위치를 배치하도록 구성되어 있다.

본원의 청구항 13에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 또는 3에 기재된 통신 장치의 프레임 길이 제어부는, 미리 정의된 유한 개의 패딩 위치 패턴 중에서 선택하여 패딩 위치를 행하도록 구성되어 있다.

본원의 청구항 14에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 또는 3에 기재된 통신 장치의 프레임 길이 제어부가 패딩 위치 패턴을 프레임마다 변화시키는 경우에는, 통신부는 프레임 수신측에 대하여 패딩 위치에 관한 정보를 통지하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 청구항 15에 기재되어 있는 바와 같이, 통신부는 최종적으로 송신되는 프레임에 부가되어 있는 프리앰블부 혹은 헤더부 중에 패딩 위치에 관한 정보를 기재함으로써 패딩 위치에 관한 정보를 통지하도록 하면 좋다.

또한, 청구항 16에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임의 데이터부 전방 또는 후방에 함께 패딩을 행하는 경우에는, 패딩 위치에 관한 정보로서, 패딩 전의 프레임의 길이와 패딩 후의 프레임의 길이를 통지하면, 수신측에서는 패딩이 실시된 영역을 특정할 수 있다.

또한, 본원의 청구항 17에 기재된 발명은,

동일 시간상에서 송신해야 할 복수의 프레임을 생성하는 프레임 생성 스텝과,

상기 프레임 생성부에서 생성한 상기 복수의 프레임 중 적어도 일부에 패딩을 실시하고, 프레임 길이를 조정하는 프레임 길이 제어 스텝과,

프레임 길이를 조정한 후의 상기 복수의 프레임을 동일 시간상에서 다중화해서 송신하는 통신 스텝을 포함하고,

동일 시간상에서 다중화되는 상기 복수의 프레임을 최종적으로는 같은 프레임 길이로 송신하는 통신 방법이다.

또한, 본원의 청구항 18에 기재된 발명은,

다른 1 이상의 통신 장치와 함께 동일 시간상에서 송신해야 할 프레임을 생성하는 프레임 생성 스텝과,

상기 프레임 생성부에서 생성한 상기 프레임에 패딩을 실시하고, 프레임 길이를 조정하는 프레임 길이 제어 스텝과,

프레임 길이를 조정한 후의 상기 복수의 프레임을 동일 시간상에서 다중화해서 송신하는 통신 스텝을 포함하고,

상기 다른 통신 장치와의 사이에서 서로 동일한 프레임 길이가 되도록 하여 동일 시간상에서 상기 프레임을 송신하는 통신 방법이다.

또한, 본원의 청구항 19에 기재된 발명은,

동일 시간상에서 송신해야 할 복수의 프레임 중 적어도 일부에 패딩을 실시해서 프레임 길이를 조정하고, 상기 복수의 프레임을 최종적으로는 같은 프레임 길이로 하여 동일 시간상에서 다중화해서 송신하는 제1 통신 장치와,

상기 복수 프레임의 수신처로서, 동일 시간상에서 다중화된 각 프레임을 수신하는 하나 이상의 제2 통신 장치로 구성되는 통신 시스템이다.

단, 여기에서 말하는 「시스템」이란, 복수의 장치(또는 특정한 기능을 실현하는 기능 모듈)가 논리적으로 집합한 것을 말하고, 각 장치나 기능 모듈이 단일인 하우징 내에 있는지 여부는 특별히 상관없다(이하 같음).

또한, 본원의 청구항 20에 기재된 발명은,

서로 동일 시간상에서 송신해야 할 프레임에 패딩을 실시해서 프레임 길이를 조정하고, 서로 동일한 프레임 길이가 되도록 해서 동일 시간상에서 각각 송신하는 복수의 제1 통신 장치와,

상기 동일 시간상에서 다중화된 프레임을 수신하는 제2 통신 장치로 구성되는 통신 시스템이다.

본 발명에 따르면, 공간축상의 무선 리소스를 복수의 유저가 공유하는 공간 분할 다원 접속을 적용해서 적절하게 통신 동작을 행할 수 있는 우수한 통신 장치 및 통신 방법 및 통신 시스템을 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 복수 유저의 각각에 대한 송신 데이터 길이가 균일하다고는 한정할 수 없는 경우에도 송신측에서의 총 송신 전력이 급격한 변화를 피하면서, 가변 길이 프레임 포맷의 프레임을 다중화해서 적절하게 전송할 수 있는 우수한 통신 장치 및 통신 방법 및 통신 시스템을 제공할 수 있다.

본원의 청구항 1, 17, 19에 기재된 발명에 의하면 상위층으로부터 전달된 시점에서 유저 마다의 프레임 길이가 제각각이어도, 짧은 프레임에 대하여 패딩을 실시함으로써 동일 시간상에서 다중화되는 각 프레임을 최종적으로는 같은 프레임 길이로 송신하게 되므로, 송신측에서의 총 송신 전력의 급격한 변화를 피하면서, 가변 길이 프레임 포맷의 프레임을 다중화해서 적절하게 전송할 수 있다. 따라서 다중화된 프레임을 수신하는 측에서는 수신 전력이 급격히 변화하는 일 없이, AGC의 동작 불안정을 해소할 수 있다.

본원의 청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 동일 시간상에서 다중화해서 송신하는 상기 복수의 프레임의 수신처는 모두 또는 일부가 다른 통신 장치다. 따라서 일대일이 아닌 일대다 통신, 즉, 복수 유저 전체에서의 스루풋을 향상시킬 수 있다.

본원의 청구항 3, 18, 20에 기재된 발명에 의하면, 다른 통신 장치와 함께 동일한 통신 상대 앞으로 동일 시간상에서 송신하는 경우에도, 최종적으로는 서로 동일한 프레임 길이로 송신하게 되므로, 다중화된 프레임을 수신하는 측에서는, 수신 전력이 급격히 변화하는 경우는 없어지고, AGC의 동작 불안정을 해소한다. 즉, 복수의 통신 장치 사이에서 가변 길이 프레임 포맷의 프레임을 다중화해서 적절하게 전송할 수 있도록 된다.

본원의 청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 청구항 3에 기재된 통신 장치가 다른 1 이상의 통신 장치와 함께 동일 시간상에서 송신하는 상기 프레임의 수신처는 동일한 통신 장치다. 따라서, 일대일이 아니고 다대일 통신, 즉, 복수 유저 전체에서의 스루풋을 향상시킬 수 있다.

본원의 청구항 5에 기재된 발명에 의하면, PHY층으로부터 최종적으로 출력되는 복수의 프레임 길이를 프레임 송신시간마다 균일화하고, 공간 분할 다중화, 부호 분할 다중화, 주파수 분할 다중화, 직교 주파수 분할 다중화 중 어느 하나의 다중화 방식 또는 2 이상을 조합한 다중화 방식에 의해 동일 시간상에서 다중화해서 송신할 수 있다.

본원의 청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 기지의 심볼을 이용해서 패딩이 실시된 프레임을 수신하는 통신 장치 측에서는, 당해 프레임의 수신 처리를 행할 때에, 당해 기지 심볼을 파일럿 심볼로 사용하여, 주파수 오차 추정 및 타이밍 오차 추정, 채널 추정 등 수신 동작의 보조로도 재이용할 수 있다. 또한, 본원의 청구항 2의 기재와 같이, 프레임이 공간 분할 다중화되어 있는 때에는, 수신하는 복수의 통신 장치 각각은, 패딩된 기지 심볼을 공간 다이버시티 이득의 획득에 이용할 수 있다.

본원의 청구항 7에 기재된 발명에 의하면, 공간축상의 무선 리소스를 복수의 통신 장치에 할당하여 상기 복수의 프레임을 동일 시간상에서 다중화할 수 있다.

본원의 청구항 8에 기재된 발명에 의하면, 프레임의 수신처로 하는 상기 동일한 통신 장치는 동일 시간상에서 송신된 복수의 프레임을 공간 분리할 수 있다.

본원의 청구항 9에 기재된 발명에 의하면, 심볼 단위로 패딩을 실시하는 경우에 싱글 캐리어 변조이면 1 이상의 소정의 심볼의 조합, 직교 주파수 분할 다중화이면 1 이상의 소정의 서브 캐리어의 조합, 또는 심볼이나 직교 주파수 분할 다중 심볼의 조합으로 패딩을 행할 수 있다.

본원의 청구항 10에 기재된 발명에 의하면, 패딩하는 심볼 위치에 따라서 패딩하는 서브 캐리어의 조합을 변화시키므로, 심볼 전체에 걸쳐 분산된 서브 캐리어를 사용해서 주파수 오차 추정, 타이밍 오차 추정, 채널 추정을 행하는 것으로부터 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본원의 청구항 11에 기재된 발명에 의하면, 프레임 데이터부의 전방에 함께 패딩을 행함으로써, 프레임의 수신측에서는 그 심볼을 파일럿 심볼로 사용함으로써 주파수 오차 추정, 타이밍 오차 추정, 채널 추정 등 수신 보조의 효과가 커진다.

본원의 청구항 12에 기재된 발명에 의하면, 데이터부 내에서 균일하게 분산해서 패딩 위치를 배치함으로써, 주파수 오차 추정, 타이밍 오차 추정, 채널 추정의 트래킹을 프레임에 걸쳐 행할 수 있게 된다. 혹은, 프레임 전방에 촘촘히 패딩 위치를 배치함으로써, 데이터부의 전방에서 패딩하는 경우의 효과가 함께 얻어진다.

본원의 청구항 13에 기재된 발명에 의하면, 미리 정의된 유한 개의 패딩 위치 패턴 중에서 선택해서 패딩 위치를 행하므로, 패딩이 실시된 프레임의 수신 측에 대하여 패딩 위치의 통지 방법이 간소해진다.

본원의 청구항 14, 15에 기재된 발명에 의하면, 패딩 위치 패턴을 프레임마다 변화시키는 경우에는, 프레임 수신측에 대하여 패딩 위치에 관한 정보를 통지 함으로써, 패딩이 실시된 프레임을 수신하는 측에서는, 프레임 내에서 패딩이 실시된 위치를 인식하고, 패딩 영역을 제거하고나서 본래의 데이터 부분을 복호할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 목적, 특징이나 이점은 후술하는 본 발명의 실시 형태나 첨부하는 도면에 기초한, 보다 상세한 설명에 의해 밝혀질 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 따른 통신 시스템의 구성을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 2는 공간 분할 다원 접속을 적용하고, 복수 유저의 다중화를 행할 수 있는 통신 장치의 구성예를 도시한 도면이다.
도 3은 공간 분할 다원 접속을 적용하지 않고, IEEE 802.11a 등의 종래 규격에 준거한 통신 장치의 구성예를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 나타낸 통신 시스템에 있어서, 액세스 포인트로서 동작하는 통신국 STA0이 데이터 송신원이 되고, 단말기국으로서 동작하는 각 통신국 STA1 내지 STA3이 데이터 송신처가 되고, STA0이 각 통신국 STA1 내지 STA3 앞으로의 송신 프레임을 공간축상에서 다중화해서 동시 송신하는 경우의 시퀀스 예를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 나타낸 통신 시스템에 있어서, 단말기국으로서 동작하는 각 통신국 STA1 내지 STA3이 각각 데이터 송신원이 되고, 액세스 포인트로서 동작하는 통신국 STA0이 데이터 송신처가 되고, 각 통신국 STA1 내지 STA3이 STA0 앞으로의 송신 프레임을 공간축상에서 다중화해서 동시 송신하는 경우의 시퀀스 예를 도시한 도면이다.
도 6a는 동일 시간상에서 다중화해야 할 복수의 프레임의 길이가 다른 모습 이미지를 도시한 도면이다.
도 6b는 다른 길이의 복수의 프레임을, 동일 시간상에서 다중화할 경우에 패딩을 실시하는 이미지를 도시한 도면이다.
도 7a는 패딩을 실시하는 직교 주파수 분할 다중 심볼의 위치 A 내지 B에 의해 패딩하는 서브 캐리어의 조합을 변화시키는 모습을 예시한 도면이다.
도 7b는 패딩을 실시하는 직교 주파수 분할 다중 심볼의 위치 A 내지 B에 의해 패딩하는 서브 캐리어의 조합을 변화시키는 모습을 예시한 도면이다.
도 8은 프레임 내에서 패딩을 실시하는 배치 예를 도시한 도면이며, 보다 구체적으로는 데이터부의 후방에 패딩 영역을 함께 배치한 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 프레임 내에서 패딩을 실시하는 배치 예를 도시한 도면이며, 보다 구체적으로는 데이터부의 전방에 패딩 영역을 함께 배치한 모습을 도시한 도면이다.
도 10은 프레임 내에서 패딩을 실시하는 배치 예를 도시한 도면이며, 보다 구체적으로는, 패딩 영역을 미세하게 분할하고, 데이터부 전체에 걸쳐 균일하게 분산해서 배치한 모습을 도시한 도면이다.
도 11은 프레임 내에서 패딩을 실시하는 배치 예를 도시한 도면이며, 보다 구체적으로는 패딩 영역을 미세하게 분할하고, 데이터부 전체에 걸쳐 불균일하게 분산해서 배치한 모습을 도시한 도면이다.
도 12는 도 2에 도시한 통신 장치가, 도 4에 도시한 통신 시퀀스에 있어서의 액세스 포인트 STA0으로서 동작하고, 복수의 단말기국 STA1 내지 STA3 앞으로의 각 프레임을 동일한 시간상에서 다중화해서 송신하기 위한 처리 수순을 나타낸 흐름도이다.
도 13은 도 2에 도시한 통신 장치가, 도 4에 도시한 통신 시퀀스에 있어서의 어느 하나의 단말기국 STA1 내지 STA3으로서 동작하고, 액세스 포인트 STA0이 동일한 시간상에서 다중화해서 송신한 프레임을 수신하기 위한 처리 수순을 나타낸 흐름도이다.
도 14는 도 2에 도시한 통신 장치가 도 5에 도시한 통신 시퀀스에 있어서의 어느 하나의 단말기국 STA1 내지 STA3으로서 동작하고, 액세스 포인트 STA0 앞으로의 각 프레임을 동일한 시간상에서 송신하기 위한 처리 수순을 나타낸 흐름도이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명의 한 실시 형태에 따른 통신 시스템의 구성을 모식적으로 도시하고 있다. 도시한 통신 시스템은 액세스 포인트(AP)로서 동작하는 통신국STA0과, 단말기국(클라이언트 디바이스)(MT)으로서 동작하는 복수의 통신국 STA1, STA2, STA3으로 구성된다.

각 통신국 STA1, STA2, STA3는 각각의 통신 범위 내에 통신국 STA0를 수용하고, 각각 STA0와는 직접 통신을 할 수 있다(다시 말해, 각 통신국 STA1, STA2, STA3는 액세스 포인트로서의 STA0의 관리 하에 놓이고, BSS(Basic Service Set)를 구성한다). 단, 단말기국으로서의 각 통신국 STA1, STA2, STA3가 서로의 통신 범위 내에 존재할 필요는 없고, 이하에서는 단말기국 간에서의 직접 통신에 대해서는 언급하지 않는다.

여기서 액세스 포인트로서의 STA0은 복수의 안테나를 구비해 어뎁티브 어레이 안테나에 의한 공간 분할 다원 접속을 행하는 통신 장치로 이루어지고, 공간축상의 무선 리소스를 복수 유저에 할당하고, 프레임 통신을 다중화한다. 즉, STA0은 IEEE 802.11ac 등의 신규 규격에 준거하는 통신 장치이며, 수신처 통신국이 다른 2 이상의 프레임을 동일한 시간축상에서 다중화하거나, 2 이상의 통신국이 동일한 시간축상에서 다중화 송신한 자국 앞으로의 프레임을 송신원마다 분리해서 일대다 프레임 통신을 행한다. STA0은 보다 많은 안테나를 장비함으로써, 공간 다중화가 가능한 단말기국의 대수를 증대시킬 수 있다. 물론, STA0은 공간 분할 다원 접속을 적용해서 각 통신국 STA1, STA2, STA3과 일대다 프레임 통신을 행할 뿐만 아니라, 각 통신국 STA1, STA2, STA3와 개별적으로 일대일 프레임 통신을 행해도 좋다.

한편, 단말기국으로서의 통신국 STA1, STA2, STA3은 복수의 안테나를 구비하고, 어뎁티브 어레이 안테나에 의한 공간 분할 다원 접속을 행하는 통신 장치로 이루어지지만, 수신시에만 유저 분리를 행하고, 송신시의 유저 분리, 즉 송신 프레임의 다중화를 행하지 않으므로, 액세스 포인트 정도의 안테나 개수를 장비하는 필요는 없다. 또한 단말기국 중 적어도 일부의 단말기국은, IEEE 802.11a 등 종래 규격에 준거한 통신 장치이여도 좋다. 다시 말해, 도 1에 나타내는 통신 시스템은 상기 신규 규격의 통신기가 종래 규격의 통신기와 혼재하는 통신 환경이다.

도 2에는 공간 분할 다원 접속을 적용하고, 복수 유저의 다중화를 행할 수 있는 통신 장치의 구성예를 나타내고 있다. 도 1에 나타낸 통신 시스템에 있어서, 액세스 포인트로서 동작하는 통신국 STA0이나, 단말기국으로서 동작하는 통신국 STA1 내지 STA3 중 일부의 공간 분할 다원 접속에 대응한 것은, 도 2에 도시한 구성을 구비하고, 신규 규격에 준해서 통신 동작을 행하는 것으로 한다.

도시한 통신 장치는 각각 안테나 소자(21-1, 21-2, …, 21-N)를 구비한 N개의 송수신 브랜치(20-1, 20-2, …, 20-N)와, 각 송수신 브랜치(20-1, 20-2, …, 20-N)와 접속하고, 송수신 데이터의 처리를 행하는 데이터 처리부(25)로 구성된다(단, N은 2 이상의 정수). 이들 복수의 안테나 소자(21-1, 21-2, …, 21-N)는 적당한 어뎁티브 어레이 안테나의 가중치를 가함으로써 어뎁티브 어레이 안테나로서 기능할 수 있다. 액세스 포인트로서의 통신국 STA0은 어뎁티브 어레이 안테나에 의한 공간 분할 다원 접속을 행하는데, 많은 안테나 소자를 가짐으로써, 다원 접속에 의해 수용 가능한 단말기국 대수를 향상시킬 수 있다.

각 송수신 브랜치(20-1, 20-2, …, 20-N) 내에서는 각 안테나 소자 (21-1, 21-2, …, 21-N)가 공용기(22-1, 22-2, …, 22-N)를 통하여 송신 처리부(23-1, 23-2, …, 23-N) 및 수신 처리부(24-1, 24-2, …, 24-N)에 접속되어 있다.

데이터 처리부(25)는 상위층 어플리케이션으로부터의 송신 요구에 따라서 송신 데이터를 생성하면, 각 송수신 브랜치(20-1, 20-2, …, 20-N)에 할당한다. 또한, 통신 장치가 액세스 포인트로서 동작하는 STA0의 경우, 데이터 처리부(25)는 상위층 어플리케이션으로부터의 송신 요구에 따라 복수의 유저, 즉 각 통신국 STA1, STA2, STA3 앞으로의 송신 데이터를 생성하면, 송수신 브랜치 마다의 어뎁티브 어레이 안테나의 송신 가중치를 승산해서 공간 분리하고나서, 각 송수신 브랜치(20-1, 20-2, …, 20-N)에 할당한다. 단, 여기에서 말하는 송신시의 「공간 분리」는 프레임을 동시 송신하는 유저 마다 공간 분리하는 유저 분리만을 의미하는 것으로 한다.

각 송신 처리부(23-1, 23-2, …, 23-N)는, 데이터 처리부(25)로부터 공급된 디지털 기저 대역 송신 신호에 대하여 부호화, 변조 등의 소정의 신호 처리를 실시한 후에 D/A 변환하고, 또한 RF(Radio Frequency) 신호로의 업 컨버트하고, 전력 증폭한다. 그리고 이러한 송신 RF 신호는 공용기(22-1, 22-2, …, 22-N)를 통해서 안테나 소자(21-1, 21-2, …, 21-N)에 공급되어 공중에 방출된다.

한편, 각 수신 처리부(24-1, 24-2, …, 24-N)에서는 안테나 소자(21-1, 21-2, …, 21-N)로부터의 RF 수신 신호가 공용기(22-1, 22-2, …, 22-N)를 통해서 공급되면, 저잡음 증폭하고나서 아날로그 기저 대역 신호로 다운 컨버트하고, 그 후에 D/A 변환하고, 또한 소정의 복호, 복조 등의 소정의 신호 처리를 실시한다.

데이터 처리부(25)는 각 수신 처리부(24-1, 24-2, …, 24-N)로부터 입력되는 디지털 수신 신호에 대하여 어뎁티브 어레이 안테나의 수신 가중치를 각각 승산해서 공간 분리하고, 유저 마다, 즉 통신국 STA1, STA2, STA3 각각으로부터의 송신 데이터를 재현하면, 상위층 어플리케이션에 건넨다. 단, 여기에서 말하는 수신시의 「공간 분리」에는 프레임을 동시 송신하는 유저 마다 공간 분리하는 유저 분리와, 공간 다중된 MIMO 채널을 원래의 복수의 스트림에 분리하는 채널 분리의 양쪽의 의미를 포함하는 것으로 한다.

여기서, 데이터 처리부(25)는 복수의 안테나 소자(21-1, 21-2, …, 21-N)는 어뎁티브 어레이 안테나를 기능시키기 위해서 각 송수신 브랜치(20-1, 20-2, …, 20-N)에 할당한 송신 데이터에 대하여 어뎁티브 어레이 안테나의 송신 가중치를 가하고, 또한 각 송수신 브랜치(20-1, 20-2, …, 20-N)로부터의 수신 데이터에 대하여 어뎁티브 어레이 안테나의 수신 가중치를 가하도록, 각 송신 처리부(23-1, 23-2, …, 23-N) 및 각 수신 처리부(24-1, 24-2, …, 24-N)를 제어한다. 또한, 데이터 처리부(25)는 각 통신국 STA1, STA2, STA3과의 공간 분할 다원 접속에 앞서, 어뎁티브 어레이 안테나의 가중치를 학습해 둔다. 예를 들어, 각 통신 상대 STA1 내지 STA3으로부터 수신한 기지 시퀀스로부터 이루어지는 훈련 신호(후술)에 대하여 RLS(Recursive Least Square) 등의 소정의 적응 알고리즘을 사용하여 어뎁티브 어레이 안테나의 가중치 학습을 행할 수 있다.

데이터 처리부(25)는 예를 들어 도 1에 나타내는 통신 시스템에서 실장되는 미디어 액세스제어(Media Access Control : MAC) 방식에 있어서 통신 프로토콜의 각 층의 처리를 실행한다. 또한, 각 송수신 브랜치(20-1, 20-2, …, 20-N)는 예를 들어 PHY 층에 상당하는 처리를 실행한다. 후술하는 바와 같이, 상위층으로부터 보내지는 프레임을 최종적으로 PHY 층으로부터 송신되는 프레임의 길이가 정렬되도록 되어 있다. 단, 이러한 프레임 길이의 제어는 데이터 처리부(25) 또는 각 송수신 브랜치(20-1, 20-2, …, 20-N) 중 어느 것으로 행할지는 특별히 한정되지 않는다.

또한, 단말기국으로서의 통신국 STA1, STA2, STA3은 복수의 안테나를 구비해 어뎁티브 어레이 안테나에 의한 공간 분할 다원 접속을 행하는데, 수신시에만 유저 분리를 행하고, 송신시의 유저 분리, 즉 송신 프레임의 다중화를 행하지 않으므로, 액세스 포인트 정도의 안테나 개수를 장비할 필요는 없다.

또한, 도 3에는 공간 분할 다원 접속을 적용하지 않고, IEEE 802.11a 등의 종래 규격에 준거한 통신 장치의 구성예를 나타내고 있다. 도 1에 나타낸 통신 시스템에 있어서, 단말기국으로서 동작하는 통신국 STA1 내지 STA3 중에는 도 3에 도시한 구성을 구비하고, 종래 규격에 준해서만 통신 동작을 행하는 것도 존재한다.

도시한 통신 장치는 안테나 소자(31)를 구비한 송수신 브랜치(30)와, 이 송수신 브랜치(30)와 접속하고, 송수신 데이터의 처리를 행하는 데이터 처리부(35)로 구성된다. 또한, 송수신 브랜치(30) 내에서는, 안테나 소자(31)가 공용기(32)를 통해서 송신 처리부(33) 및 수신 처리부(34)에 접속되어 있다.

데이터 처리부(35)는 상위층 어플리케이션으로부터의 송신 요구에 따라서 송신 데이터를 생성하고, 송수신 브랜치(30)로 출력한다. 송신 처리부(33)는 디지털 기저 대역 송신 신호에 대하여 부호화, 변조 등의 소정의 신호 처리를 실시한 후, D/A 변환하고, 또한 RF 신호로의 업 컨버트하고, 전력 증폭한다. 그리고 이러한 송신 RF 신호는 공용기(32)를 통해서 안테나 소자(31)에 공급되어, 공중에 방출된다.

한편, 수신 처리부(34)에서는 안테나 소자(31)로부터의 RF 수신 신호가 공용기(32)를 통해서 공급되면, 저잡음 증폭하고나서 아날로그 기저 대역 신호에 업 컨버트하고, 그 후에 D/A 변환하며, 또한 소정의 복호, 복조 등 소정의 신호 처리를 실시한다. 데이터 처리부(35)는 수신 처리부(34)로부터 입력되는 디지털 수신 신호로부터 원래의 송신 데이터를 재현하고, 상위층 어플리케이션에 건넨다.

도 1에 나타낸 통신 시스템에 있어서, 액세스 포인트로서의 STA0은 자국이 구비하는 어뎁티브 어레이 안테나에 포함되는 각 안테나 소자와 통신국 STA1 내지 STA3이 구비하는 각 안테나 소자 사이의 전달 함수를 취득함으로써, 어뎁티브 어레이 안테나의 가중치를 학습한다. 혹은, 각 통신 상대 STA1 내지 STA3으로부터 수신한 기지 시퀀스로부터 이루어지는 훈련 신호에 대하여 RLS 등 소정의 적응 알고리즘을 사용하여, 어뎁티브 어레이 안테나 가중치의 학습을 행할 수 있다. 그리고, STA0은 어느 한 방법에 의해 학습한 어뎁티브 어레이 안테나의 가중치에 기초하여 각 통신국 STA1 내지 STA3에 대한 지향성을 형성한다. 이에 의해 STA0은 동일 시간상에서 다중화한 통신국 STA1 내지 STA3의 각각 앞으로의 송신 프레임 혹은 동일 시간상에서 다중화된 각 통신국 STA1 내지 STA3으로부터의 수신 프레임을 공간 분리할 수 있게 되고, 즉, 공간축상의 무선 리소스를 복수의 유저에서 공유하는 공간 분할 다원 접속을 실현할 수 있다.

종래부터의 무선 LAN 규격인 IEEE 802.11에서는, CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance: 반송파감지 다중 액세스) 등의 캐리어 감지에 기초하는 액세스제어 수순을 채용하여, 각 통신국은 랜덤 채널?액세스 시에 캐리어의 충돌을 피하도록 하고 있다.

또한, 무선 통신에 있어서는 통신국이 서로 직접 통신할 수 없는 영역이 존재한다는 숨은 단말기 문제가 발생하는 것이 알려져 있지만, IEEE 802.11에서는 이것을 해결하는 방법론으로서, RTS/CTS 핸드 쉐이크를 병용한다. 데이터 송신원의 통신국이 송신 요구 프레임(RTS: Request To Send)을 송신하고, 데이터 송신처의 통신국으로부터 확인 통지 프레임(CTS: Clear To Send)을 수신한 것에 응답해서 데이터 송신을 개시한다. 그리고 숨은 단말기는 자국 앞으로가 아닌 RTS 또는 CTS 중 적어도 한쪽의 프레임을 수신하면, 수신 프레임 중에 기재되어 있는 듀레이션(Duration) 정보에 기초하여 송신 정지 기간을 설정하고, 충돌을 피한다. 송신국에 있어서의 숨은 단말기는 CTS를 수신해서 송신 정지 기간을 설정하고, 데이터 프레임과의 충돌을 피하고, 수신국에 있어서의 숨은 단말기는, RTS를 수신해서 송신 기간을 정지하고, ACK과의 충돌을 피한다. CSMA/CA 제어순서에 RTS/CTS 핸드 쉐이크를 병용함으로써, 과부하 상태에서 충돌의 오버헤드 삭감이 도모되는 경우가 있다.

도 1에 도시한 통신 시스템에서도 CSMA/CA 제어순서에 RTS/CTS 핸드 쉐이크를 병용할 수 있다.

도 4에는 도 1에 도시한 통신 시스템에 있어서, 액세스 포인트로서 동작하는 통신국 STA0이 데이터 송신원이 되고, 단말기국으로서 동작하는 각 통신국 STA1 내지 STA3이 데이터 송신처가 되고, STA0이 각 통신국 STA1 내지 STA3 앞으로의 송신 프레임을 공간축상에서 다중화해서 동시 송신하는 경우의 시퀀스 예를 나타내고 있다. 또한, 도 4 중의 통신국 STA4는, 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 통신국 STA0 내지 STA3의 중 적어도 하나의 통신 범위 내의 존재하는 숨은 단말기인 것으로 한다.

STA0는 사전에 물리 캐리어 감지를 행하고, 미디어가 클리어한 것을 확인하고, 또한 백 오프를 행한 후에, 어뎁티브 어레이 안테나의 가중치를 이용함으로써, 각 통신국 STA0 내지 STA3 앞으로의 복수의 RTS 프레임(RTS0-1, RTS0-2, RTS0-3)을 공간 분할 다중화해서 동시 송신한다.

종래 규격에 따르는 STA4는 자국 앞으로가 아닌 상기 데이터 프레임을 수신한 경우에는, 그 듀레이션에 기술된 정보에 기초하여 NAV의 카운터 값을 설정하고, 송신 동작을 삼가한다.

각 통신국 STA1, STA2, STA3은 수신한 RTS 프레임이 자국 앞으로인 것을 인식하면, 당해 프레임을 수신 종료하고나서 소정의 프레임 간격 SIFS(Short Inter Frame Space)이 경과한 후에, RTS 송신원인 STA0 앞으로의 CTS 프레임(CTS1-0, CTS2-0, CTS3-0)을 동시에 송신한다.

STA0는 RTS 프레임을 송신 완료한 후, RTS 프레임의 각 수신처국에서 각각 회신되는 CTS 프레임을 수신 대기하고 있다. 그 때 어뎁티브 어레이 안테나의 가중치를 이용해서 각 통신국 STA1, STA2, STA3과 공간 분할 다원 접속하고 있는 점에서, 동시에 수신한 복수의 CTS 프레임(CTS1-0, CTS2-0, CTS3-0)을 공간축상에서 분리해서 수신할 수 있다.

한편, 종래 규격에 따르는 STA4는 자국을 수신처에 포함하지 않는 어느쪽의 CTS 프레임을 수신한 경우에, 당해 프레임 내의 듀레이션에 기술된 정보에 기초하여 NAV 카운터 값을 설정해서(주지), 송신 동작을 삼가한다.

STA0은 각 통신국 STA1, STA2, STA3으로부터의 CTS 프레임을 수신 완료하고나서 소정의 프레임 간격 SIFS가 경과한 후에, 각 통신국 STA1, STA2, STA3의 각각 앞으로의 데이터 프레임(Fragment0-1, Fragment0-2, Fragment0-3)을 각각 송신한다. STA0은 상기의 학습한 어뎁티브 어레이 안테나의 가중치를 이용함으로써, 복수의 데이터 프레임을 공간 분할 다중화해서 동시 송신한다. 이에 의해, 복수 유저 전체에서의 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한, 송신하는 데이터 프레임을 CTS 프레임을 수신할 수 있었던 통신국만을 수신처로 제한하도록 해도 좋다.

이에 대해 각 통신국 STA1, STA2, STA3은 각각 자국 앞으로의 데이터 프레임(Fragment0-1, Fragment0-2, Fragment0-3)을 수신 완료하면, 소정의 프레임 간격SIFS가 경과한 후에, ACK 프레임(ACK1-0, ACK2-0, ACK3-0)을 동시에 회신한다.

STA0의 복수 개의 안테나 소자는 이미 어뎁티브 안테나로서 기능하고 있어, 동시 수신한 복수의 ACK 프레임(ACK1-0, ACK2-0, ACK3-0)을 공간 분리할 수 있다.

또한, 도 5에는, 도 1에 도시한 통신 시스템에 있어서, 단말기국으로서 동작하는 각 통신국 STA1 내지 STA3이 각각 데이터 송신원이 되고, 액세스 포인트로서 동작하는 통신국 STA0이 데이터 송신처가 되고, 각 통신국 STA1 내지 STA3이 STA0앞으로의 송신 프레임을 공간축상에서 다중화해서 동시 송신하는 경우의 시퀀스 예를 나타내고 있다. 또한, 도 5의 통신국 STA4는 도 1에는 도시되어있지 않지만, 통신국 STA0 내지 STA3의 중 적어도 하나의 통신 범위 내의 존재하는 숨은 단말기이기로 한다.

각 통신국 STA1 내지 STA3은 사전에 물리 캐리어 감지를 각각 행하여, 미디어가 클리어한 것을 확인하고, 또한 백 오프를 행한 후에, STA0 앞으로의 RTS 프레임(RTS1-0, RTS2-0, RTS3-0)을 동시에 송신한다.

종래 규격에 따르는 STA4는, 자국을 수신처에 포함하지 않는 어느쪽의 RTS 프레임을 수신한 경우에 당해 프레임 내의 듀레이션에 기술된 정보에 기초하여 NAV의 카운터 값을 설정해서(주지), 송신 동작을 삼가한다.

STA0은 어뎁티브 어레이 안테나의 가중치를 이용해서 각 통신국 STA1, STA2, STA3과 공간 분할 다원 접속하고 있는 점에서, 동시에 수신한 복수의 RTS 프레임을 공간축상에서 분리해서 수신할 수 있다. 그리고 STA0은 수신한 각 RTS 프레임이 자국 앞으로인 것을 인식하면, 당해 프레임을 수신 종료하고나서 소정의 프레임 간격 SIFS가 경과한 후에, 각 통신국 STA1 내지 STA3을 각각 수신처로 하는 복수의 CTS 프레임(CTS0-1, CTS0-2, CTS0-3)을 어뎁티브 어레이 안테나의 가중치를 이용하여, 공간 분할 다중화에 의해 동시 송신한다.

각 통신국 STA1, STA2, STA3은 RTS 프레임을 송신 완료한 후, RTS 프레임의 수신처국인 STA0으로부터 회신되는 CTS 프레임을 각각 수신 대기하고 있다. 그리고 각 통신국 STA1, STA2, STA3은 STA0으로부터의 CTS 프레임을 수신한 것에 응답하고, STA0 앞으로의 데이터 프레임(Fragment1-0, Fragment2-0, Fragment3-0)을 동시에 송신한다. 이에 의해, 복수 유저 전체에서의 스루풋을 향상시킬 수 있다.

한편, 종래 규격에 따르는 STA4는 자국을 수신처에 포함하지 않는 어느 쪽의 CTS 프레임을 수신한 경우에, 당해 프레임 내의 듀레이션에 기술된 정보에 기초하여 NAV의 카운터 값을 설정해서(주지), 송신 동작을 삼가한다.

STA0은 어뎁티브 어레이 안테나의 가중치를 이용해서 각 통신국 STA1, STA2, STA3과 공간 분할 다원 접속하고 있는 점에서, 동시에 수신한 복수의 데이터 프레임을 공간축상에서 분리해서 수신할 수 있다. 그리고 STA0은 수신한 각 데이터 프레임이 자국 앞으로인 것을 인식하면, 당해 프레임을 수신 종료하고나서 소정의 프레임 간격 SIFS가 경과한 후에, 각 통신국 STA1 내지 STA3을 각각 수신처로 하는 복수의 ACK 프레임(ACK0-1, ACK0-2, ACK0-3)을 어뎁티브 어레이 안테나의 가중치를 이용하여, 공간 분할 다중화에 의해 동시 송신한다.

그리고 각 통신국 STA1, STA2, STA3은 STA0으로부터의 ACK 프레임(ACK0-1, ACK0-2, ACK0-3)을 각각 수신함으로써, STA0으로의 데이터 송신 시퀀스를 성공리에 종료시킨다.

무선 LAN은 일반적으로 패킷통신 방식을 채용하는데, 각 유저가 통신하고 싶은 트래픽의 양은 제각각이다. 이로 인해, 패킷(프레임)의 길이에 차이가 발생한다. 공간 분할 다원 접속에 의해 복수의 유저 앞으로의 프레임을 다중화해서 동시 송신하는 경우, 프레임 길이의 차이에 의해 총 송신 전력의 급격한 변화가 발생하면, 수신측에서의 수신 전력의 급격한 변화에 수반하여 AGC의 불안정한 동작을 유발하는 등의 문제가 있다(전술). 또한, 다중화하는 프레임의 일부가 먼저 종료하고, 그 밖의 프레임의 송신이 계속되고 있으면, 통신 가능한 대역을 유효하게 이용 되고 있지 않는 것이 되고, 공간 분할 다원 접속의 효과가 감소된다.

이로 인해, 동일 시간상에서 다중화되는 프레임은 유저 마다의 송신 데이터 길이가 제각각이어도 최종적으로는 같은 프레임 길이로 송신될 필요가 있다.

예를 들어, 도 4에 도시한 통신 시퀀스 예에서는, RTS, CTS, ACK의 각 프레임은 프레임 길이가 균일한 것이 기대되지만, STA0이 송신하는 복수의 데이터 프레임(Fragment0-1, Fragment0-2, Fragment0-3)은 수신처마다 송신 데이터량이 상이함에 따라 MAC 층에서 PHY 층으로 보내지는 프레임 길이가 상이할 가능성이 있다.

또한, 도 5에 도시한 통신 시퀀스 예에서는 RTS, CTS, ACK의 각 프레임은 프레임 길이가 균일한 것이 기대되지만, 각 통신국 STA1, STA2, STA3이 각각 STA0 앞으로의 데이터 프레임(Fragment1-0, Fragment2-0, Fragment3-0)은 각각의 상위층 어플리케이션으로부터 요구되는 송신 데이터량이 상이함에 따라 MAC 층에서 PHY 층으로 보내지는 프레임 길이가 상이할 가능성이 있다.

따라서, 본 실시 형태에서는 공간적으로 다중화하는 복수의 프레임 중 짧은 것에 대하여, 예를 들어 PHY 층에서 패딩을 실시해서 프레임 길이가 긴 것에 맞추는 방법을 채용하고 있다.

예를 들어, 도 4에 도시한 통신 시퀀스 예에서는 통신국 STA0에 있어서 각 통신국 STA1 내지 STA3 앞으로의 데이터 프레임(Fragment0-1, Fragment0-2, Fragment0-3)이 MAC 층에서 PHY 층으로 보내졌을 때, PHY 층에 있어서 프레임 길이의 차이로 패딩 실행 필요 여부를 판단한다. 그리고 패딩이 필요하다고 판단된(프레임 길이가 짧은) 프레임에 대하여 패딩을 실시하고, 최종적으로 프레임 길이가 정렬되도록 하고나서, 수신처가 되는 각 통신국 STA1 내지 STA3에 프레임을 공간 분할 다중화해서 송신한다. 이에 의해, 원하는 공간 분할 다원 접속의 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 도 5에 도시한 통신 시퀀스 예에서는 데이터 프레임의 송신원이 되는 각 통신국 STA1 내지 STA3의 사이에서는 프레임 송신 시간 마다 최종적으로 정렬시켜야 할 프레임 길이를 서로 사전에 인식하고 있는 것을 전제로 한다. 예를 들어, RTS 프레임이나 CTS 프레임을 교환할 때에 액세스 포인트인 STA0으로부터 프레임 길이의 지정을 받도록 해도 좋다. 혹은, 단말기국 STA1 내지 STA3으로부터 액세스 포인트 STA0에 업링크로 데이터 프레임을 송신하는 경우에 한하여, 고정길이 프레임 포맷을 사용하도록 해도 좋다. 그리고 각 통신국 STA1 내지 STA3에서는 STA0 앞으로의 데이터 프레임(Fragment1-0, Fragment2-0, Fragment3-0)이 MAC층에서 PHY층으로 보내졌을 때, 각각의 PHY 층에 있어서 프레임 길이의 차이로 패딩 실행 필요 여부를 판단한다. 그리고 패딩이 필요하다고 판단한 통신국에서는 자신의 송신 프레임에 대하여 패딩을 실시하고, 다른 통신국으로부터의 송신 프레임과는 최종적으로 프레임 길이가 정렬되도록 한다. 이에 의해 원하는 공간 분할 다원 접속의 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 도 4 및 도 5에 도시한 통신 시퀀스 예에 있어서, 프레임 길이를 균일하게 하기 위해서 일부의 데이터 프레임에 패딩을 실시하는 경우, RTS, CTS, ACK의 각 프레임의 송수신 방법에 대해서 어떠한 제한을 부여하는 것이 아니다.

도 6a에는 상위층(예를 들어 MAC 층)에서 보내진, 동일 시간상에서 다중화해야 할 복수의 프레임의 길이가 다른 모습을 나타내고 있다. 도 6b에는 상위층(예를 들어 MAC 층)에서 보내진 길이가 상이한 복수의 프레임을, 동일 시간상에서 다중화할 경우에 패딩을 실행하고, 최종적으로 PHY 층에서 송신되는 프레임의 길이가 균일해지는 이미지를 나타내고 있다.

단, 최종적으로 PHY 층에서 송신되는 프레임은 프레임 송신시간마다 정렬되면 좋고, 시스템 전체를 통해서(즉, 송신시간이 상이한 프레임의 사이에서) 항상 일정한 길이로 정렬할 필요는 없다.

도 6 중의 종축은 복수의 프레임을 다중화하기 위한 무선 리소스를 나타내는 축이다. 여기에서는 공간 분할 다중화를 나타내고 있지만, 부호 분할 다중화, 주파수 분할 다중화, 직교 주파수 분할 다중화할 경우, 혹은 이들의 다중화 방식 중 2 이상을 조합하는 경우에도, 마찬가지로 적합하다.

또한, 여기에서 말하는 프레임의 「길이 」란, 시간적인 길이, 심볼수, 비트수, 데이터 크기의 의미를 포함하는 것으로 한다. 또한, 프레임으로의 패딩은 비트 혹은 심볼을 최소 단위로서 행할 수 있다.

여기서 패딩에 이용되는 비트 또는 심볼은 패딩된 프레임을 교환하는 통신 장치간에서 기지인 것이 바람직하다.

예를 들어 도 4에 도시한 시퀀스 예에 있어서, 액세스 포인트 STA0이 복수의 단말기국 STA1 내지 STA3 앞으로의 데이터 프레임을 동일 시간상에서 다중화해서 송신할 때, 액세스 포인트 STA0이 어느쪽의 데이터 프레임에 패딩을 실시할 때에는, 당해 데이터 프레임의 수신처가 되는 단말기국 사이에서 기지인 비트 또는 심볼을 이용해서 패딩을 행하도록 한다.

또한, 도 5에 도시한 시퀀스 예에 있어서, 단말기국 STA1 내지 STA3이 액세스 포인트 STA0앞에 동일 시간상에서 데이터 프레임을 송신할 때, 어느쪽의 단말기국 STA1 내지 STA3이 프레임에 패딩을 실시하는 때에는, 액세스 포인트 STA0 사이에서 기지인 비트 또는 심볼을 이용해서 패딩을 행하도록 한다.

특히, 기지의 심볼을 패딩에 이용하는 경우, 패딩된 프레임의 수신 처리를 행할 때에, 당해 기지 심볼을 파일럿 심볼로서 사용하여, 주파수 오차 추정이나, 타이밍 오차 추정, 채널 추정 등, 수신 동작의 보조로서도 재이용할 수 있다. 또한, 도 4에 도시한 것처럼 데이터 프레임이 공간 분할 다중화되어 있는 때에는, 수신하는 각 단말기국 STA1 내지 STA3측에서는 패딩된 기지 심볼을 공간 다이버시티 이득의 획득에 이용할 수 있다.

비트 단위로 패딩을 실시하는 경우, 송신 처리의 오류 정정 부호화의 입력 혹은 출력에서 패딩이 가능하고, 또한 인터리브의 입력 혹은 출력에서 패딩하는 것이 가능하다. 처리의 후단에서 패딩하면, 심볼 변조 후에도 기지 심볼로서 이용할 수 있으므로, 가능한 정정 출력, 인터리브 출력에서 패딩하는 것이 바람직하다.

한편, 심볼 단위에서 패딩을 실시하는 경우, 최소 단위로서는 싱글 캐리어 변조의 심볼, 혹은 직교 주파수 분할 다중의 1 서브 캐리어상의 심볼을 생각할 수 있다. 또한, 패딩의 단위는 이에 한정하지 않고, 싱글 캐리어 변조이면 1 이상의 소정의 심볼의 조합, 직교 주파수 분할 다중화이면 1 이상의 소정의 서브 캐리어의 조합의 심볼이나 직교 주파수 분할 다중 심볼의 조합을 생각할 수 있다.

여기서, 프레임 내에서 패딩을 실시하는 직교 주파수 분할 다중 심볼의 위치에 의해, 소정의 서브 캐리어의 조합을 변화시키는 것도 가능하다. 이에 의해, 프레임에 걸쳐 보다 많은 서브 캐리어에 기지 심볼을 배치할 수 있게 된다.

도 7에는 패딩하는 심볼 위치에 따라서 패딩하는 서브 캐리어의 조합을 변화시키는 모습을 예시하고 있다. 동도에서는 직교 주파수 분할 다중화 방식이 적용되는 것으로 하고, 동일 시간상에서 다중화해서 송신하는 STA1앞의 프레임과 STA2 앞으로의 프레임(혹은, STA1과 STA2의 각각으로부터 동일 시간상에서 같은 수신처에 송신되는 프레임) 중 후자의 프레임에 대하여 패딩을 실시하고, 프레임 길이를 동일하게 하는 것을 상정하고 있다. 도 7a에 도시한 바와 같이, STA2 앞으로의 프레임(혹은, STA2로부터의 프레임)의 데이터 부내의 복수의 위치 A, B, C, D, ...에 있어서 심볼 단위로 패딩이 실시되고 있다. 그리고, 도 7b에 도시한 바와 같이 패딩을 실시하는 직교 주파수 분할 다중 심볼의 프레임 내에서의 위치 A 내지 B에 의해 패딩하는 서브 캐리어의 조합을 변화시키고 있다. 패딩된 서브 캐리어를 사용해서 주파수 오차 추정, 타이밍 오차 추정, 채널 추정을 행하는 경우, 서브 캐리어의 위치가 도 7b에 도시한 바와 같이 심볼 전체에 걸쳐 분산되어 있는 점에서, 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 비트 또는 심볼의 어느 것을 단위로 하여서 패딩을 실시하는 경우에도, 프레임 내에서 패딩을 실시하는 위치에 대해서도 몇가지 방법론을 생각할 수 있다. 도 8 내지 도 11에는, 프레임 내에서 패딩을 실시하는 배치 예를 나타내고 있다. 단, 최종적으로 송신되는 프레임은 프리앰블부, 헤더부 및 데이터부로 구성되어, 데이터부에 패딩이 실시된다. 프리앰블부 및 헤더부에 대해서 특별히 제한은 없지만, 이들의 필드 길이는 다중화되는 프레임 간에서 동일한 것이 바람직하다. 또한, 각 도면에서는 설명의 간단화를 위하여 2개의 프레임을 다중화할 때 프레임 길이가 짧은쪽에 패딩을 실시하는 경우를 상정하고 있다.

도 8에 나타내는 예에서는, 데이터부의 후방에 패딩 영역을 정리해서 배치하고 있다. 이에 대해, 도 9에 나타내는 예에서는 데이터부의 전방에 패딩 영역을 함께 배치하고 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 프레임 전방에서 기지 심볼을 패딩할 경우, 프레임의 수신측에서는 그 심볼을 파일럿 심볼로서 사용함으로써 도 8에 도시한 바와 같이 프레임 후방에서 패딩할 경우와 비교하면, 패딩 영역을 이용한 주파수 오차 추정, 타이밍 오차 추정, 채널 추정 등 수신 보조의 효과가 커진다.

또한, 도 10 및 도 11에 도시하는 예에서는, 패딩 영역을 미세하게 분할하고, 데이터부 전체에 걸쳐 분산해서 패딩 위치를 배치하고 있다.

이 중, 도 10에 도시하는 예에서는 데이터부 내에서 균일하게 분산해서 패딩 위치를 배치하고 있다. 분산해서 기지 심볼을 패딩함으로써, 패딩 영역을 이용한 주파수 오차 추정, 타이밍 오차 추정, 채널 추정의 트래킹을 프레임에 걸쳐 행할 수 있게 된다.

한편, 도 11에 도시하는 예에서는, 데이터 부내에서 불균일하게 분산되어 패딩 위치를 배치하고 있다. 이 경우도 주파수 오차 추정, 타이밍 오차 추정, 채널 추정의 트래킹을 행할 수 있다. 또한, 분산시킬 때에 프레임 전방에 촘촘히 패딩 위치를 배치함으로써, 데이터부의 전방에서 패딩하는 경우의 효과가 함께 얻어진다.

또한, 데이터부 내에서 패딩하는 위치를 항상 일정하게 하는 것이 아니고, 다중화되는 프레임마다 매번 바꾸어도 좋다. 후자의 경우, 미리 정의된 유한 개의 패딩 위치 패턴 중에서 순차적으로 선택해서 패딩해도 좋다. 예를 들어 도 8 내지 도 11에 도시한 패딩 위치 패턴을 순서대로 혹은 랜덤하게 선택하도록 해도 좋다. 다중화 프레임의 송신측에서 유한개의 패딩 위치 패턴으로부터 선택하는 경우, 패딩이 실시된 프레임의 수신측에 대하여 패딩 위치의 통지 방법이 간소해진다는 이점이 있다.

패딩이 실시된 프레임을 수신하는 측에서는 패딩 영역을 제거하고나서 본래의 데이터 부분을 복호하는 점에서, 프레임 내에서 패딩이 실시된 위치를 인식할 필요가 있다. 패딩 위치 패턴이 시스템 전체를 통해서 일정하지 않고 프레임마다 변화하는 경우에는, 프레임의 송신측에서 수신측에, 패딩 위치에 관한 정보를 통지하는 것이 하나의 해결책이 된다.

패딩 위치에 관한 정보를 통지하는 방법으로서, 예를 들어 최종적으로 송신되는 프레임에 부가되어 있는 프리앰블부 혹은 헤더부 중에 패딩 위치에 관한 정보를 기재하는 것을 들 수 있다.

도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 패딩이 데이터부의 전방 또는 후방에서 함께 행해지는 경우, 송신측은 패딩 전의 프레임의 길이와 패딩 후의 프레임의 길이를 통지하면, 수신측에서는 패딩이 실시된 영역을 특정할 수 있다.

또한, 유한 개의 패딩 위치 패턴 중에서 선택해서 패딩을 행하는 경우, 송신측은 사용한 패턴을 식별하는 정보를 통지하면, 수신측에서는 패딩이 실시된 영역을 특정할 수 있다.

도 12에는, 도 2에 도시한 통신 장치가 도 4에 도시한 통신 시퀀스에 있어서의 액세스 포인트 STA0으로서 동작하고, 복수의 단말기국 STA1 내지 STA3 앞으로의 각 프레임을 동일한 시간상에서 다중화해서 송신하기 위한 처리 수순을 흐름도 형식으로 나타내고 있다.

상위층으로부터 송신 프레임을 수취하면(스텝 S1), 수취한 프레임이 복수 있는지(바꿔 말하면, 동일 시간상에서 다중화해야 하는가)를 체크하고(스텝 S2), 이어서 다중화하는 프레임의 길이가 다른지 여부를 체크한다(스텝 S3).

여기서 수취한 프레임이 하나뿐으로, 다중화할 필요가 없을 경우(스텝 S2의 "아니오"), 혹은 다중화하는 프레임의 길이가 동일해서 프레임 길이를 조정할 필요가 없을 경우에는(스텝 S3의 "아니오"), 다중화되는 프레임 간에 길이를 정렬시키기 위한 패딩은 행하지 않도록 한다(스텝 S5). 단, 스텝 S5는 직교 주파수 분할 다중 심볼 내의 서브 캐리어 개수를 정렬시키는 등, 다른 목적에서 패딩을 실행하는 것을 제한하는 것이 아니다.

한편, 상위층으로부터 수취한 프레임이 복수 있고, 또한 이것들의 프레임 길이가 같지 않을 경우에는(스텝 S2, S3이 함께 "예"), 다중화하는 프레임의 길이가 동일하도록 프레임 길이를 조정하기 위해서, 각 프레임이 소정의 프레임 길이가 되도록 길이가 부족한 프레임에 대하여 패딩을 실시한다(스텝 S4). 패딩은 기본적으로 프레임 내의 데이터부에 대하여 실시된다. 또한 패딩의 방법으로서, 예를 들어 도 8 내지 도 11에 도시한 것 중 어떤 것을 사용할 수 있지만, 그 밖의 방법이여도 좋다.

이어서, 프레임 길이의 조정이 실시된 후의 각 프레임의 선두에 대하여, 프리앰블부 및 헤더부를 부여한다(스텝 S6). 각 프레임의 프리앰블부 및 헤더부의 데이터 길이는 기본적으로 동일하게 한다. 또한 패딩 위치 패턴을 프레임마다 변화시키는 경우에는 프레임 수신측에 대하여 패딩 위치에 관한 정보를 헤더부에 기재하도록 해도 좋다.

그리고 프레임의 송신 처리를 실행해서(스텝 S7), 본 처리 루틴을 종료한다. 송신 프레임이 복수인 경우에는 최종적으로는 서로 동일한 프레임 길이가 된 각 프레임을 동일 시간상에서 다중화해서 송신한다.

도 13에는 도 2에 도시한 통신 장치가 도 4에 도시한 통신 시퀀스에 있어서의 어느 하나의 단말기국 STA1 내지 STA3으로서 동작하고, 액세스 포인트 STA0이 동일한 시간상에서 다중화해서 송신한 프레임을 수신하기 위한 처리 수순을 흐름도 형식으로 나타내고 있다.

통신 장치는 프레임을 수신하면(스텝 S11), 우선 헤더부를 복호해서 그 내용을 해석한다(스텝 S12). 그리고 다중 프레임 수에 관한 정보를 취득한다(스텝 S13). 또한, 프레임마다 패딩 위치 패턴을 변화시키는 경우에는 헤더부에서 패딩 위치에 관한 정보를 맞춰서 취득하도록 한다(스텝 S14).

이어서 페이로드부의 복호를 개시한다(스텝 S15).

심볼이 패딩 심볼이 아닐 때에는(스텝 S16의 "아니오"), 데이터 심볼로서 복호 처리를 실시한다(스텝 S19).

또한, 패딩 심볼에 대해서는(스텝 S16의 "예"), 파일럿 심볼로서 이용하여 주파수 오차 추정, 타이밍 오차 추정, 채널 추정의 트래킹을 행하고(스텝 S17), 또한 켄서링(cancelling)을 실시한다(스텝 S18).

그리고 이러한 처리를 페이로드부의 모든 심볼에 걸쳐 반복 실시를 끝내면(스텝 S20), 본 처리 루틴을 종료한다.

도 14에는 도 2에 도시한 통신 장치가, 도 5에 도시한 통신 시퀀스에 있어서의 어느쪽의 단말기국 STA1 내지 STA3으로서 동작하고, 액세스 포인트 STA0 앞으로의 각 프레임을 동일한 시간상에서 송신하기 위한 처리 수순을 흐름도 형식으로 나타내고 있다.

다른 통신 장치와 함께 동일 시간상에서 송신해야 할 프레임을 상위층으로부터 수취하면(스텝 S31), 수취한 프레임의 길이가 소정의 프레임 길이보다도 짧은지 여부를 체크한다(스텝 S32).

여기서, 수취한 프레임의 길이가 소정의 프레임 길이가 될 때에는(스텝 S32의 "아니오"), 소정의 프레임 길이로 정렬시키기 위한 패딩은 행하지 않도록 한다(스텝 S34). 단, 스텝 S5는 직교 주파수 분할 다중 심볼 내의 서브 캐리어 개수를 정렬시키는 등, 다른 목적으로 패딩을 행하는 것을 제한하는 것이 아니다.

한편, 수취한 프레임의 길이가 소정의 프레임 길이보다도 짧을 때에는(스텝 S32의 "예"), 소정의 프레임 길이로 정렬시키기 위해서 패딩을 실시한다(스텝 S33). 패딩은 기본적으로 프레임 내의 데이터부에 대하여 실시된다. 또한, 패딩 방법으로서 예를 들어 도 8 내지 도 11에 도시한 것 중 어느 것을 사용할 수 있지만, 그 밖의 방법이여도 좋다.

이어서, 프레임 길이 조정이 실시된 후의 프레임의 선두에 대하여, 프리앰블부 및 헤더부를 부여한다(스텝 S35). 프레임의 프리앰블부 및 헤더부의 데이터 길이는 기본적으로 다른 통신 장치와 동일하게 한다. 또한, 패딩 위치 패턴을 프레임마다 변화시키는 경우에는 프레임 수신측에 대하여 패딩 위치에 관한 정보를 헤더부에 기재하도록 해도 좋다.

그리고 다른 통신 장치와 동일 시간상에서 프레임의 송신 처리를 실행해서(스텝 S36), 본 처리 루틴을 종료한다.

또한, 도 5에 도시한 통신 시퀀스에 있어서 액세스 포인트 STA0이 복수의 단말기국 STA1 내지 STA3으로부터 동일 시간상에서 송신된 각 프레임을 수신하는 처리는 도 13과 같은 순서이므로, 여기에서는 설명을 생략한다.

이렇듯 본 실시 형태에 따른 통신 시스템에서는, 공간 분할 다원 접속에 의해 길이가 다른 데이터 프레임을 동일 시간상에서 다중화하는데, 다중화되는 프레임을 최종적으로는 길이를 동일하게 하여 송신하는 점에서, 도 4에서 액세스 포인트 STA0으로부터 다중화된 데이터 프레임을 각 통신국 STA1 내지 STA3에서 수신할 때, 혹은 도 5에서 각 통신국 STA1 내지 STA3으로부터 동시 송신된 데이터를 액세스 포인트 STA0에서 수신할 때에 수신 전력의 급격한 변화에 따른 AGC의 동작 불안정을 해소할 수 있다.

이상, 특정의 실시 형태를 참조하면서 본 발명에 대해서 상세하게 설명했다. 그러나 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 상기 실시 형태의 수정 및 대용이 가능한 것은 자명하다.

본 명세서에서는 1Gbps라는 초고 스루풋의 실현을 목표로 하는 IEEE 802.11ac와 같은 신규 무선 LAN 규격에 적용한 실시 형태를 중심으로 설명했지만, 본 발명의 요지는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 공간축상의 무선 리소스를 복수의 유저가 공유하는 그 밖의 무선 LAN 시스템이나, LAN 이외의 다양한 무선 시스템에 대해서도 동일하게 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따라 PHY 층으로부터 최종적으로 출력되는 프레임 길이를 프레임 송신시간마다 균일화하는 방법은, 복수의 프레임을 공간 분할 다중화할 경우 이외에도 부호 분할 다중화, 주파수 분할 다중화, 직교 주파수 분할 다중화할 경우, 혹은 이들의 다중화 방식 중 2 이상을 조합하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 적용 범위는 가변 길이 프레임을 기초로 한 시스템에 한정되는 것은 아니라, 프레임 길이의 조정이 필요해지는 다른 다양한 무선 통신 시스템에 적용할 수 있다.

요컨대, 예시라는 형태에서 본 발명을 개시해 온 것이므로, 본 명세서의 기재 내용을 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 요지를 판단하기 위해서는 특허 청구 범위를 참작해야 한다.

20-1, 20-2, … 송수신 브랜치
21-1, 21-2, … 안테나 소자
22-1, 22-2, … 공용기
23-1, 23-2, … 송신 처리부
24-1, 24-2, … 수신 처리부
25… 데이터 처리부
30… 송수신 브랜치
31… 안테나 소자
32… 공용기
33… 송신 처리부
34… 수신 처리부
35… 데이터 처리부

Claims (20)

1. 통신 장치로서,
   동일 시간상에서 송신해야 할 복수의 프레임을 생성하는 프레임 생성부와,
   상기 프레임 생성부에서 생성한 상기 복수의 프레임 중 적어도 일부에 패딩을 실시하고, 프레임 길이를 조정하는 프레임 길이 제어부와,
   프레임 길이를 조정한 후의 상기 복수의 프레임을 동일 시간상에서 다중화해서 송신하는 통신부를 구비하고,
   동일 시간상에서 다중화되는 상기 복수의 프레임을 최종적으로는 같은 프레임 길이로 송신하는, 통신 장치.
2. 제1항에 있어서,
   동일 시간상에서 다중화해서 송신하는 상기 복수의 프레임의 수신처는 모두 또는 일부가 상이한, 통신 장치.
3. 통신 장치로서,
   다른 1 이상의 통신 장치와 함께 동일 시간상에서 송신해야 할 프레임을 생성하는 프레임 생성부와,
   상기 프레임 생성부에서 생성한 상기 프레임에 패딩을 실시하고, 프레임 길이를 조정하는 프레임 길이 제어부와,
   프레임 길이를 조정한 후의 상기 복수의 프레임을 동일 시간상에서 다중화해서 송신하는 통신부를 구비하고,
   상기 다른 통신 장치와의 사이에서 서로 동일한 프레임 길이가 되도록 하고, 동일 시간상에서 상기 프레임을 송신하는, 통신 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 다른 1 이상의 통신 장치와 함께 동일 시간상에서 송신하는 상기 프레임의 수신처는 동일한, 통신 장치.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 통신부는 공간 분할 다중화, 부호 분할 다중화, 주파수 분할 다중화, 직교 주파수 분할 다중화 중 어느 하나의 다중화 방식 또는 2 이상을 조합한 다중화 방식에 의해, 상기 복수의 프레임을 동일 시간상에서 다중화해서 송신하는, 통신 장치.
6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 프레임 길이 제어부는 프레임의 수신처가 되는 통신 장치와의 사이에서 기지(旣知)의 비트 또는 심볼을 이용해서 패딩을 행하는, 통신 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 통신부는 복수의 안테나 소자를 구비하고, 각 안테나 브랜치에 대하여 어뎁티브 어레이 안테나(adaptive array antenna)의 가중치를 적용함으로써, 공간축상의 무선 리소스를 복수의 통신 장치에 할당해서 상기 복수의 프레임을 동일 시간상에서 다중화하는, 통신 장치.
8. 제4항에 있어서,
   상기 프레임의 수신처가 되는 상기 동일한 통신 장치는 복수의 안테나 소자를 구비하고, 각 안테나 브랜치에 대하여 어뎁티브 어레이 안테나의 가중치를 적용함으로써, 상기 다른 1 이상의 통신 장치와 함께 동일 시간상에서 송신된 복수의 프레임을 공간 분리하는, 통신 장치.
9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 프레임 길이 제어부는, 심볼 단위로 패딩을 실시하는 경우에, 싱글 캐리어 변조이면 1 이상의 소정의 심볼의 조합, 직교 주파수 분할 다중화이면 1 이상의 소정의 서브 캐리어의 조합, 또는 심볼이나 직교 주파수 분할 다중 심볼의 조합으로 패딩을 행하는, 통신 장치.
10. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 프레임 길이 제어부는 직교 주파수 분할 다중 심볼의 조합으로 프레임에 패딩을 행하는 경우에 있어서, 패딩하는 심볼 위치에 따라서 패딩하는 서브 캐리어의 조합을 변화시키는, 통신 장치.
11. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 프레임 길이 제어부는 프레임의 데이터부의 전방 또는 후방에 함께 패딩을 행하는, 통신 장치.
12. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 프레임 길이 제어부는 프레임의 데이터부 전체에 걸쳐 분산해서 패딩 위치를 배치하는, 통신 장치.
13. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 프레임 길이 제어부는 미리 정의된 유한 개의 패딩 위치 패턴 중에서 선택하여 패딩 위치를 행하는, 통신 장치.
14. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 프레임 길이 제어부가 패딩 위치 패턴을 프레임마다 변화시키는 경우에, 상기 통신부는 프레임 수신측에 대하여 패딩 위치에 관한 정보를 통지하는, 통신 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 통신부는 최종적으로 송신되는 프레임에 부가되어 있는 프리앰블부 혹은 헤더부 중에 패딩 위치에 관한 정보를 기재하는, 통신 장치.
16. 제14항에 있어서,
    상기 프레임 길이 제어부가 프레임의 데이터부의 전방 또는 후방에 함께 패딩을 행하는 경우에, 상기 통신부는 패딩 위치에 관한 정보로서, 패딩 전의 프레임의 길이와 패딩 후의 프레임의 길이를 기재하는, 통신 장치.
17. 통신 방법으로서,
    동일 시간상에서 송신해야 할 복수의 프레임을 생성하는 프레임 생성 스텝과,
    상기 프레임 생성부에서 생성한 상기 복수의 프레임 중 적어도 일부에 패딩을 실시하고, 프레임 길이를 조정하는 프레임 길이 제어 스텝과,
    프레임 길이를 조정한 후의 상기 복수의 프레임을 동일 시간상에서 다중화해서 송신하는 통신 스텝을 포함하고,
    동일 시간상에서 다중화되는 상기 복수의 프레임을 최종적으로는 같은 프레임 길이로 송신하는, 통신 방법.
18. 통신 방법으로서,
    다른 1 이상의 통신 장치와 함께 동일 시간상에서 송신해야 할 프레임을 생성하는 프레임 생성 스텝과,
    상기 프레임 생성부에서 생성한 상기 프레임에 패딩을 실시하고, 프레임 길이를 조정하는 프레임 길이 제어 스텝과,
    프레임 길이를 조정한 후의 상기 복수의 프레임을 동일 시간상에서 다중화해서 송신하는 통신 스텝을 포함하고,
    상기 다른 통신 장치와의 사이에서 서로 동일한 프레임 길이가 되도록 하여, 동일 시간상에서 상기 프레임을 송신하는, 통신 방법.
19. 통신 시스템으로서,
    동일 시간상에서 송신해야 할 복수의 프레임 중 적어도 일부에 패딩을 실시해서 프레임 길이를 조정하고, 상기 복수의 프레임을 최종적으로는 같은 프레임 길이로 하여 동일 시간상에서 다중화해서 송신하는 제1 통신 장치와,
    상기 복수의 프레임의 수신처로서, 동일 시간상에서 다중화된 각 프레임을 수신하는 하나 이상의 제2 통신 장치로 구성되는, 통신 시스템.
20. 통신 시스템으로서,
    서로 동일 시간상에서 송신해야 할 프레임에 패딩을 실시해서 프레임 길이를 조정하고, 서로 동일한 프레임 길이가 되도록 해서 동일 시간상에서 각각 송신하는 복수의 제1 통신 장치와,
    상기 동일 시간상에서 다중화된 프레임을 수신하는 제2 통신 장치로 구성되는, 통신 시스템.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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