WO2005083965A1 - 送信装置、受信装置、通信システム、通信方法、通信プログラムおよびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

　データの送信を行う送信局は、受信局における受信状態に関する受信状態情報を全ての受信局に対して一括して要求する受信状態要求フレームを生成する要求フレーム生成部を備えている。そして、受信状態要求フレームに対して受信局が返信した受信状態情報を基に、データフレームの伝送速度を調整する変調部とを備える。これにより、従来のように、送信局が、受信局ごとに、ＡＢＬ情報を要求するフレームを送信する必要がない。そのため、容易にＡＢＬを用いたデータ通信を行うことができる。

Description

明 細 書

送信装置、受信装置、通信システム、通信方法、通信プログラムおよびそ れを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体

技術分野

[0001] 本発明は、例えば無線によってパケット通信を行う送信装置、受信装置、通信シス テム、通信方法、通信プログラムおよびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な 記録媒体に関するものである。

背景技術

[0002] 近年、情報通信ネットワークの利用形態がますます多様化しており、また、広域化し ている。これに伴って、異なるネットワークアーキテクチャを有するコンピュータシステ ム同士を相互接続する必要が生じている。このような異機種間通信を可能とするため に、 OSI(Open Systems Interconnection)と呼ばれる標準ネットワークアーキテクチャ が提案されている。

[0003] OSI参照モデルは、（1)物理層、（2)データリンク層、（3)ネットワーク層、（4)トランスポ ート層、（5)セッション層、（6)プレゼンテーション層、（7)アプリケーション層、の 7つの階 層から構成されている。

[0004] (1)物理層は、電話線や同軸ケーブルなどの物理媒体を通信回線として使用するた め、電気的、機械的および物理的条件を管理し、ビット列の伝送を保証する層である 。（2)データリンク層は、隣接して通信し合うシステム間の伝送路上で発生するビット誤 りを検出して回復することにより、相手システムにビット列から構成されるフレームを確 実に伝送することを保証する層である。このデータリンク層は、例えば、論理リンク制 御副層（LLC： Logical Link Control)および媒体アクセス制御副層（MAC： Media Access Control)から構成される。該 MACは、端末の伝送媒体へのアクセスを制御 することにより、送出フレームの衝突を回避させる役割を有している。

[0005] (3)ネットワーク層は、各種通信網を使用し、通信相手となる最終端のシステムとの 通信経路を確立するための中継、ルーティング機能を管理し、最終端のシステム間 のデータ伝送を保証する層である。（4)トランスポート層は、通信網の両側にある最終 端のシステムで実際に通信を行っているプロセス間で、確実にデータが転送されるこ とを保証する層である。（5)セッション層は、プロセスが必要とする情報の送り方 (例え ば半二重や全二重の管理、送信権の管理など）やプロセス間の同期、再同期の管理 などを行う層である。

[0006] (6)プレゼンテーション層は、プロセス間で転送されるデータ構造 (構文）を決定し、 必要に応じて個々のプロセス独自のデータ構造と転送とに必要な共通データ構造と の変換を行うものである。（7)アプリケーション層は、最上位の層であり、ファイルの転 送、電子メール、ネットワークマネージメントなどをユーザに提供する層である。

[0007] 以上のような〇SI参照モデルにおいて、データ送信の際には、データは第 7層から 第 1層に流れる一方、データ受信の際には、データは第 1層から第 7層へと流れるこ とになる。

[0008] また、昨今における通信ネットワークでは、より大容量のデータを伝送する要求が増 大しており、通信の高速化の需要が著しく高まっている。

[0009] ここで、データ通信の伝送速度を上げる手法としては、物理層の伝送速度を上げる 方法が挙げられる。し力しながら、物理層の伝送速度には、通信媒体およびプロトコ ルの特性に応じた限界がある。例えば ISDN (integrated services digital network)の 物理層の伝送速度は 64Kbpsであり、 IEEE802. 11aによる無線 LANの最速は 54 Mbpsである。言うまでもなぐこれらの通信速度以上のデータ伝送を行うことは物理 的に不可能である。

[0010] これに対して、データ通信の伝送速度を上げる別の方法としてマルチリンクプロトコ ノレ（「PPP MultiLink Protocol(RFC1998, 1996/8)」を参照)および MIMO (Multi pie Input Multiple Output) (「

P.W.Wolniansky,G.J.Foschini,G.D.Golden,R.A.Valenzuela:"V-BLAST： An

Architecture for Realizing Very High Data Rates Over the Rich-Scattering Wireless Channel"Proc.ISSSE-98,Pisa,Italy S印 .29, 1998」を参照）がある。

[0011] マルチリンクプロトコルは、一般にデータリンク層の機能として実現されるものである 。マルチリンクプロトコルによれば、複数の具体的なデータリンクを、データリンク層の 最上位部分において集約して、一本の仮想的なデータリンクとして上位の層（ネットヮ ーク層）に見せる処理が行われる。このような処理によれば、仮想的なデータリンクの 伝送速度は、個々のデータリンクにおける速度の合計となる。

[0012] 現状のマルチリンクプロトコルでは、あるデータリンクにおいて転送されたパケットに 誤りが生じた場合には、同じデータリンクにおいて、データリンク層の MACの手順に したがって、誤りが生じたパケットの再送が行われる。

[0013] マルチリンクプロトコルは有線および無線で利用することができることに対し、 MIM Oは無線の物理層の技術である。図 24は、 MIMOの伝送方法を実施する送信機 10 01および受信機 2001を示す図である。送信機 1001は、 P個のアンテナ 1101を備 えており、各アンテナ 1101のそれぞれから信号 Txl TxPを送信する。また、受信 機 2001は、 Q個のアンテナ 2101を備えており、各アンテナ 2101のそれぞれから信 号 Rxl— RxQを受信する。 MIMOの名は図 24の様に同じ周波数帯に対して伝送 路に入力 Z出力される信号数が複数あることから由来された。

[0014] MIMOの種類は MIMO spatial diversityおよび MIMO spatial multiplexi ng (SM)がある。以下では MIMO SMを対象としており、後述の MIMOは全て Ml MO SMである。

[0015] 図 25 (a)と図 25 (b)に、 MIMOを用いなレ、従来の伝送方法（図 25 (a) )および送信 アンテナ数と受信アンテナ数を 2にした場合の MIMO (図 25 (b) )の事例を示す。

[0016] 従来では一つの周波数帯に対し一つの信号しか伝送ができなかった。従来の事例 では、信号 Aは、送信機 1002に入力され、 Txに変調される。そして、伝送路を通過 した信号 Αは、受信機 2002に Rxとして入力され、最後に受信機 2002の復調により 信号 Aが受信側の出力で復元される。

[0017] 一方、図 25 (b)に示す MIMOの場合、同時に二つの信号 A、 Bが送信機 1001に 入力され、該送信機 1001は、入力された信号 A, Bを Txl, Tx2に変調する。その 後、送信機 1001は、 Txlと Τχ2とを異なるアンテナ 1101から送信する。伝送路を通 過した後、 Txlおよび Τχ2は、受信アンテナ 2101より受信される。

[0018] 各受信アンテナの信号は、 Txlおよび Τχ2の両方の成分からなる。 Canceler ICI

(Inter-Channel Interference) 2301は、 Rxlと Rx2よりそれぞれの Txlおよび T χ2を取り分け、復調後に Αと Βを復元する。 [0019] また、 MIMOの別の方式として、送信機において一つのデータフレームをシリアル /パラレル変換して複数のデータフレームとし、該複数のデータフレームを複数のァ ンテナで伝送するものがある。この方式について、図 25 (c)を参照しながら説明する

[0020] 図 25 (c)は、シリアル Zパラレル変換を用いるとともに、 MIMOの方式を用いる送 信機 1003および受信機 2003の構成を示すブロック図である。

[0021] 送信機 1003は、シリアル/パラレル（S/P)変換部 1403、変調部 1213. 1223お よび 2つの送信アンテナ 1103を備えている。一方、受信機 2003は、パラレル/シリ アル（PZS)変換部 2403、復調部 2213 · 2223、 Canceler ICI2303および 2つの 受信アンテナ 2103を備えている。

[0022] 送信機 1003には、シリアルのデータ BAが入力される。入力されたで一た BAは、 S /P変換部 1403においてパラレルのデータ Aおよびデータ Bに変換される。変換さ れたデータ Aおよびデータ Bは、それぞれ変調部 1213 · 1223にて信号 Txlおよび Tx2に変調され、別々のアンテナ 1103から送信される。

[0023] 受信機 2003では、 2つのアンテナ 2103が、信号 Rxlおよび Rx2を受信する。そし て、 Canceler ICI2303は、 Rxlと Rx2よりそれぞれの Txlおよび Tx2を取り分け、 復調部 2213 · 2223に送出する。復調部 2213は、 Txlをデータ Αに復調し、復調部 2223は、 Tx2をデータ Bに復調する。 P/S変換部 2403は、復調されたデータ Αお よびデータ Bをシリアルのデータ BAに変換し、外部に出力する。

[0024] 以上のように従来では一つの信号 (A)しか同時に送受信できなかったことに対し、 2つの送信および受信アンテナを用いることにより同じチャンネルで二つの信号 (A、 B)を同時に伝送することができ高速化を達成することができる。複数のチャンネルを 用いて高速化することの欠点は利用する帯域が大きくなり加入できるユーザ数が減る 。一方、 MIMOの場合の欠点はそれぞれのアンテナの信号がお互い影響するため 、通信距離が短くなることである。

[0025] 無線通信でデータ通信を行う際、図 26に示されるように、データは送信機 1002で 送信信号に変調され、送信信号は伝送路を通過して受信機 2002に到着する。そし て、受信機 2002は受信信号を復調して元のデータを出力する。 [0026] 無線通信ではデータの伝送速度を調整することができ、通信の帯域を無駄にしな いためにはできるだけ早い伝送速度でデータ通信を行うことが重要である。伝送速度 の最適な早さは伝送路の状況に依存する。図 26の様に、伝送路を通過した受信信 号は送信信号と比べて乱れる。雑音レベルに近い Bの部分は伝送状況が悪ぐ復調 し難くい。雑音レベル力も遠レ、 Aの部分は通信状況が良ぐ復調し安い。よって、 Bに はより安全で速度の遅レ、伝送速度が適し、 Aには高速の伝送速度が適してレ、る。

[0027] し力、しながら、従来では送信する信号の全ての部分に同じ伝送速度を用いていた ため、伝送速度を通信状況が最も悪い部分に合わせる必要があった。一方、伝送速 度を受信信号のそれぞれの部分の最適速度に合わせると、より高速な伝送速度を達 成すること力 Sできる。このためには送信の伝送速度を決める送信機が伝送路の状況 を知る必要がある。

[0028] 受信機が伝送路の状況を送信機にフィードバックをする技術が ABL (Adaptive Bit Loading) (「K.Kaemarungsi，P.Krishnamurthy: 'On Use of Adaptive OFDM to Preserve Energy in Ad Hoc Wireless Networks 丄 3th MPRG/Virginia Tech

Symposium on Wireless Personal Communication, June, 2003」を参照)で teる。図 27の ように、 ABLでは、送信機 1002が送信アンテナ 1102aを用いてデータを送信した際 、受信機 2002は、受信アンテナ 2102bで受信した受信信号から伝送路の状況を理 解する。そして、受信機 2002は、送信アンテナ 2102aを用いて、送信機 1002に伝 送路の状況をフィードバックする。送信機 1002は、伝送路の状況を受信アンテナ 11 02bで受信し、該伝送路の状況を基に、次に伝送するデータに最適な伝送速度を用 レ、ることが出来る。なお、受信機 2002がフィードバックする情報の事例としては、図 2 6の受信信号の様に、受信信号の各部分の受信電力、あるいは送信機 1002が各部 分に用いる変調速度やコーディングレートなどである。

[0029] 一方、昨今では OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)が 無線通信、例えば IEEE802. 11aと IEEE802. l lgに用いられるようになった。これ らの事例では図 28に示されるように、 52波を用いてデータ通信を行レ、、この中の 48 波が実際のデータである。伝送速度の調整は、データの全 48波に同じ変調速度（B PSQ— 64QAM)と同じコーディングレート（1/2、 3/4あるいは 2/3)を用いていた。 ABLを OFDMに適用した事例としては、それぞれのデータ波に別の変調速度を用 レ、て伝送速度の調整を行うことである。

[0030] ABLを用いてデータ通信を行う際、 ABLの情報を受信局から送信局にフィードバ ックする必要がある。フィードバックする方法としては、 IEEE801. 11の場合、送信局 力、らの RTS (Request To Send)に対して受信局が送信する CTS (Clear To S end)に ABL情報を含める方法がある。該方法は、一つの送信局と一つの受信局と の間で行われる必要がある。そのため、送信局が複数の受信局にデータを送信した い場合、それぞれの受信局に ABL情報を要求する上記 RTSを送信するとともに、受 信局が上記 CTSを送信しなければならなぐ時間が掛カ 作業である。

[0031] また、データフレームを送信している際に、送信局が受信局から ABL情報を要求 する場合、データフレームとは別に、 ABL情報を要求する旨の RTSを送信するととも に、 ABL情報を含めた CTSを受信局から受信する必要があり、面倒であった。

[0032] さらに、 IEEE802. 11aや IEEE802. 1 lgの OFDMを用いた際、受信局は、送信 局に対して、 OFDMのデータの各 48波（サブキャリア）の伝送速度を指定した ABL の情報をフィードバックする必要がある。そのため、この情報の内容により 200ビットを 超えてしまうこともあり、比較的に大きいデータ量になる。

発明の開示

[0033] 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、容易に ABL を用いたデータ通信を行うことのできる送信装置、受信装置、通信システム、通信方 法、通信プログラムおよびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提 供することにある。

[0034] 本発明に係る送信装置は、上記の目的を達成するために、受信装置に対してデー タの送信を行う送信装置において、前記受信装置が複数であり、前記受信装置にお ける受信状態に関する受信状態情報を、全ての受信装置に対して一括して要求する 受信状態要求フレームを生成する要求フレーム生成手段と、前記要求フレーム生成 手段が生成した受信状態要求フレームを各受信装置に送信する送信手段と、前記 受信状態要求フレームに対して前記受信装置が返信した受信状態情報を基に、デ 一タフレームの伝送速度を調整する変調手段とを備えることを特徴としている。 [0035] 上記の構成によれば、要求フレーム生成手段は、 ABLに関する情報である受信状 態情報を要求したい受信装置の全てに対して、一つの受信状態要求フレームを生 成する。そして、送信手段が該受信状態要求フレームを各受信装置に送信する。よ つて、従来のように、送信装置が、受信装置ごとに、 ABL情報を要求するフレームを 送信する必要がない。このため、送信装置は、短時間で全ての受信装置から受信状 態情報 (ABL情報)を取得することができる。そして、変調手段が受信装置が返信し た受信状態情報を基に、データフレームの伝送速度を調整する。したがって、簡単に ABLを用いたデータ通信を行うことができる。

[0036] さらに、本発明に係る送信装置は、上記の構成に加えて、前記要求フレーム生成 手段は、受信状態要求フレームに、前記各受信装置が受信状態情報を送信する送 信時間を含める。

[0037] 上記の構成よれば、前記要求フレーム生成手段が、受信装置ごとに受信状態情報 を送信する送信時間を変えることができるため、各受信装置からの受信状態情報の 衝突を効率的に避けることができる。

[0038] また、本発明に係る送信装置は、上記の目的を達成するために、受信装置に対し てデータの送信を行う送信装置において、前記受信装置に対して送信したデータフ レームに対する応答フレームに、前記受信装置が受信状態を表す受信状態情報を 含め、前記応答フレームの中の受信状態情報を基に、次に伝送するデータフレーム の伝送速度を調整する変調手段とを備える。

[0039] 上記の構成によれば、受信装置が、データフレームに対する応答フレームに、前記 受信装置が受信状態を表す受信状態情報を含める。そして、応答フレームの中の受 信状態情報を基に、次に伝送するデータフレームの伝送速度を調整する変調手段 を備える。そのため、データフレームを送信している際に、データフレームとは別に、 ABL情報を要求する旨のフレームを送信する必要がなぐ容易に受信装置から受信 状態情報を取得することができる。

[0040] さらに、本発明に係る送信装置は、上記の構成に加えて、前記データフレームは、 PLCPヘッダと、 MACヘッダと、 MSDU部とからなり、 PLCPヘッダは、 MACヘッダ の伝送速度およびヘッダ長を含み、 MACヘッダは、 MSDU部の伝送速度およびフ レーム長を含む。

[0041] 上記の構成によれば、 MACヘッダと、 MSDU部との伝送速度を異なるものにする こと力 Sできる。したがって、 MSDU部の伝送速度のみを受信状態情報を基に調整し た伝送速度とし、 MACヘッダの伝送速度を一定にすることができる。これにより、 M ACヘッダまでのフレームにつレ、ては、従来の方式と互換性を保持させることができる

[0042] また、本発明に係る受信装置は、上記の目的を達成するために、送信装置からデ 一タフレームを受信する受信装置において、前記送信装置が、受信状態を表す受信 状態情報を要求するとともに、該受信状態情報の返信順番を指定した受信状態要求 フレームを送信し、前記受信状態要求フレームの受信状態を基に、受信状態を表す 受信状態情報を生成する受信状態情報生成手段と、前記返信順番と、応答フレーム のフレーム長および伝送速度とを基に、前記受信状態情報生成手段が生成した受 信状態情報の送信時間を算出する送信時間算出手段と、前記送信時間算出手段が 算出した送信時間に、前記受信状態情報生成手段が生成した受信状態情報を送信 装置に送信する送信手段とを備える。

[0043] 上記の構成によれば、送信時間算出手段が、受信状態要求フレームにおいて指定 された返信順番を基に送信時間を算出し、送信手段が、該送信時間に受信状態情 報生成手段が生成した受信状態情報を送信装置に送信する。そのため、送信装置 は、返信順番を指定することで、受信装置から送信される受信状態情報の送信時間 を決定できる。すなわち、送信装置は、複数の受信装置に対して、各受信装置の返 信順番を異なるように受信状態要求フレームを送信することで、各受信装置からの受 信状態情報の衝突を避けることができる。これにより、送信装置は、一つの受信状態 要求フレームを送信するだけで、各受信装置から受信状態情報を取得することがで きる。それゆえ、容易に ABLを用いた通信を行うことができる。

[0044] また、本発明に係る受信装置は、上記の目的を達成するために、送信装置からデ 一タフレームを受信する受信装置において、前記送信装置から送信されたデータフ レームの受信状態を基に、受信状態を表す受信状態情報を生成する受信状態情報 生成手段と、前記送信装置から送信されたデータフレームに対する応答フレームに、 前記受信状態情報生成手段が生成した受信状態情報を含める応答フレーム生成手 段と、前記応答フレーム生成手段が生成した応答フレームを前記送信装置に送信す る送信手段とを備える。

[0045] 上記の構成によれば、応答フレーム生成手段が、データフレームに対する応答フレ ームに、受信状態を表す受信状態情報を含める。そして、送信手段が、該応答フレ ームを送信装置に送信する。そのため、データフレームを送信している際に、送信装 置は、データフレームとは別の ABL情報を要求する旨のフレームを送信することなく 、容易に受信装置から受信状態情報を取得することができる。これにより、データフレ ーム受信中の伝送路の変化に応じて、最適の伝送速度でデータフレームを受信する こと力 Sできる。

[0046] さらに、本発明に係る受信装置は、上記の構成に加えて、前記受信状態情報が複 数のパラメータからなり、前記応答フレーム生成手段は、更新する必要がある更新パ ラメータと、該更新パラメータを識別するパラメータ識別情報とを前記応答フレームに 含める。

[0047] 上記の構成によれば、応答フレーム生成手段は、更新する必要がある更新パラメ ータと、該更新パラメータを識別するパラメータ識別情報とを応答フレームに含める。 そのため、全パラメータを含む応答フレームに比べて、応答フレームのフレーム長を 短くすることができる。

[0048] さらに、本発明に係る受信装置は、上記の構成に加えて、前記応答フレーム生成 手段は、前記パラメータ識別情報をビットマップで構成する。

[0049] 上記の構成によれば、応答フレーム生成手段は、前記パラメータ識別情報をビット マップで構成する。ここで、ビットマップとは、全パラメータの数と同じ桁数のビットから なり、各桁が各パラメータに対応するものである。例えば、パラメータ識別情報に含ま れるパラメータに対応する桁を 1とし、含まれないパラメータに対応する桁を 0とするこ とで、ノ メータ識別情報をビットマップで構成することができる。この場合、ビットマツ プに要する情報量は、パラメータ識別情報の情報量よりも小さいため、応答フレーム のフレーム長をより一層短くすることができる。

[0050] さらに、本発明に係る受信装置は、上記の構成に加えて、前記受信状態情報が複 数のパラメータからなり、前記応答フレーム生成手段は、前記パラメータを複数のグ ループに分割し、応答フレームごとに順に、各グノレープに属するパラメータを含める

[0051] 上記の構成によれば、応答フレーム生成手段は、前記パラメータを複数のグルー プに分割し、応答フレームごとに順に、各グノレープに属するパラメータを含める。した がって、一つの応答フレームに含まれるパラメータは、一つのグループに属するパラ メータのみである。よって、応答フレームのフレーム長をより一層短くすることができる

[0052] また、本発明に係る通信システムは、上記の目的を達成するために、上記の送信装 置と、上記の受信装置とを備える。

[0053] また、本発明に係る通信方法は、上記の目的を達成するために、送信装置と複数 の受信装置との間でデータの送受信を行う通信方法において、前記送信装置が、受 信局における受信状態を、全ての受信局に対して一括して要求する受信状態要求 フレームを送信するステップと、各受信装置が、上記受信状態要求フレームを受信し 、自局の受信状態を表す受信状態情報を順に送信局に返信するステップと、前記受 信状態情報を基に、前記送信装置が受信装置に対して伝送するデータフレームの 伝送速度を調整するステップとを有する。

[0054] それゆえ、従来のように、送信装置が、受信装置ごとに ABL情報を要求するフレー ムを送信する必要がない。このため、送信装置は、容易に各受信装置から受信状態 情報 (ABL情報）を取得することができる。したがって、簡単に ABLを用いたデータ 通信を行うことができる。

[0055] また、本発明に係る通信方法は、上記の目的を達成するために、送信装置と受信 装置との間でデータの送受信を行う通信方法において、前記送信装置が、データフ レームを送信するステップと、受信装置が、上記データフレームに対する応答フレー ムに、 自局の受信状態を表す受信状態情報を含め、該応答フレームを前記送信装 置に返信するステップと、前記受信状態情報を基に、前記送信装置が受信装置に対 して次に伝送するデータフレームの伝送速度を調整するステップとを有する。

[0056] それゆえ、受信装置がデータフレームに対する応答フレームに、前記受信装置が 受信状態を表す受信状態情報を含める。そして、応答フレームの中の受信状態情報 を基に、次に伝送するデータフレームの伝送速度を調整する。そのため、データフレ ームを送信している際に、データフレームとは別に、 ABL情報を要求する旨のフレー ムを送信する必要がなぐ送信装置は、容易に受信装置から受信状態情報を取得す ること力 Sできる。

[0057] また、本発明の通信プログラムは、コンピュータを上記の各手段として機能させるコ ンピュータ .プログラムである。

[0058] 上記の構成により、コンピュータで上記送信装置あるいは受信装置の各手段を実 現することによって、上記送信装置あるいは受信装置を実現することができる。

[0059] また、本発明の通信プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は

、上記の各手段をコンピュータに実現させて、上記送信装置あるいは受信装置を動 作させる通信プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

[0060] 上記の構成により、上記記録媒体から読み出された通信プログラムによって、上記 送信装置あるいは受信装置をコンピュータ上に実現することができる。

図面の簡単な説明

[0061] [図 1]本発明の実施形態に係る通信システム全体の概略構成を示すブロック図であ る。

[図 2]実施形態 1における送信局の構成を示すブロック図である。

[図 3]実施形態 1における送信局が有する受信局アドレス記憶部の一記憶例を示す 図である。

[図 4]実施形態 1における送信局が有する伝送速度記憶部の一記憶例を示す図であ る。

[図 5]実施形態 1における受信局の構成を示すブロック図である。

[図 6]実施形態 1における受信状態要求フレームおよびその ACKフレームのフレー ム構成を示す図である。

[図 7]実施形態 1における全波受信状態情報の詳細な構成を示す図である。

[図 8]実施形態 1におけるデータフレームのフレーム構成を示す図である。

[図 9]実施形態 2における受信状態要求フレームのフレーム構成を示す図である。 園 10]実施形態 3における受信局の構成を示すブロック図である。

[図 11]実施形態 3におけるデータフレームに対するデータ用 ACKフレームのフレー ム構成を示す図である。

[図 12]実施形態 4におけるデータフレームに対するデータ用 ACKフレームのフレー ム構成を示す図である。

[図 13]実施形態 5におけるデータフレームに対するデータ用 ACKフレームのフレー ム構成を示す図である。

[図 14]実施形態 6におけるデータフレームに対するデータ用 ACKフレームのフレー ム構成を示す図である。

園 15]実施形態 6における送信局の構成を示すブロック図である。

園 16]実施形態 6における送信局が備える分割情報記憶部の一記憶例を示す図で ある。

園 17]実施形態 7における受信局の構成を示すブロック図である。

園 18]実施形態 7における受信局が備える比較情報記憶部の一記憶例を示す図で ある。

園 19]実施形態 7における送信局の構成を示すブロック図である。

[図 20]実施形態 7における送信局が備える伝送速度段階情報記憶部の一記憶例を 示す図である。

[図 21]実施形態 9におけるブロック ACKフレームのフレーム構成例を示す図である。

[図 22(a)]実施形態 10におけるデータ用 ACKフレームのフレーム構成例を示す図で ある。

園 22(b)]実施形態 10におけるデータ用 ACKフレームの他のフレーム構成例を示す 図である。

[図 23(a)]実施形態 10におけるブロック ACKフレームのフレーム構成例を示す図であ る。

[図 23(b)]実施形態 10におけるブロック ACKフレームの他のフレーム構成例を示す 図である。

[図 24]MIMOの伝送方法を実施する送信機および受信機を示す図である。 [図 25(a)]MIMOを用いない従来の伝送方法の事例を示す図である。

[図 25(b)]送信アンテナ数と受信アンテナ数を 2にした場合の MIMOの事例を示す図 である。

[図 25(c)]シリアル Zパラレル変換を行う場合の MIMOの事例を示す図である。

[図 26]MIMOを用いない従来の伝送方法における送信信号および受信信号を示す 図である。

[図 27]ABLを用いた通信システムを構成する送信機と受信機とを示す図である。

[図 28]OFDMにおけるデータ波を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0062] 〔実施形態 1〕

本発明の一実施形態について図 1ないし図 8に基づいて説明すると以下の通りで ある。図 1は、本実施形態に係る通信システム全体の概略構成を示す図である。本実 施形態の通信システムは、送信局 1と受信局 2-i (i= l— N)とからなり、送信局 1と受 信局 2— iとの間でフレームの送受信が行われる。受信局 2— iは、それぞれ MACアド レス ad— i (i = 1一 N)を有してレ、る。

[0063] 本実施形態において、送信局 1と受信局 2-iとのフレームの送受信は、無線通信（ 例えば、 IEEE802. 11aや IEEE802. l lg)で行われ、物理層として OFDM方式が 使用される。 OFDM方式とは、上述したように、異なる周波数からなる複数 (M個）の サブキャリアを用いて、データの送受信を行う方式である。例えば、図 28の場合、 M =48である。各サブキャリアは、周波数の低いものから順に、サブキャリア番号 j (j = l 一 M)が付与されている。

[0064] 本実施形態における通信システムは上記 ABLを利用しており、各受信局 2— iにお ける受信状態情報 (詳細は後述する）が、各受信局 2-i力 送信局 1に送信される。 送信局 1は、各受信局 2 - iから送信された受信状態情報を基に、最適の伝送速度で データフレームを送信する。なお、本実施形態においては、送信局 1は、 QOSデー タ等のバースト伝送を行わなレ、ものとする。

[0065] 次に、送信局 1の構成について説明する。図 2は、送信局 1の構成を示すブロック 図である。図 2に示されるように、送信局 1は、受信局アドレス記憶部 11、伝送速度記 憶部 12、要求フレーム生成部 13、送信フレーム生成部 14、変調部 15、送信部 16、 受信部 17、および受信フレーム判定 ·処理部 18から構成される。

[0066] 受信局アドレス記憶部 11は、受信局 2— iを識別する受信局識別情報 (例えば、受 信局名「受信局 2_i」である）と、該受信局 2— iの MACアドレス ad— iとを対応付けて記 憶するものであり、 ROMや RAM等で構成される。図 3に、受信局アドレス記憶部 11 の一記憶例を示す。図 3に示されるように、受信局アドレス記憶部 11は、受信局名で ある「受信局 2_i」と、該受信局 2— iの MACアドレス ad— iとを対応付けて記憶している

[0067] 伝送速度記憶部 12は、送信フレーム生成部 14が生成したデータフレームを送信 するときの伝送速度を記憶するメモリである。図 4に、伝送速度記憶部 12の一記憶例 を示す。図 4に示されるように、伝送速度記憶部 12は、各受信局 2— iの MACアドレス ad— iに対応付けて、各サブキャリア（サブキャリア番号 j (j = l一 M) )における伝送速 度 S-ijを記憶している。該伝送速度 S-ijは、受信フレーム判定 ·処理部 18により、伝 送速度記憶部 12に書き込まれる。

[0068] 要求フレーム生成部 13は、各受信局 2— iに対して一括して受信状態情報を要求す る受信状態要求フレームを生成するためのものである。要求フレーム生成部 13は、 受信状態情報を要求する受信局 2— iの MACアドレス ad— iを受信局アドレス記憶部 1 1から読み出す。要求フレーム生成部 13は、読み出した全ての MACアドレス ad— iを 順に並べた受信状態要求フレームを生成する。また、要求フレーム生成部 13は、受 信状態要求フレームの伝送速度を所定の初期設定伝送速度とし、 MACヘッダに該 初期設定伝送速度を加えて、受診状態要求フレームを生成する。そして、要求フレ ーム生成部 13は、生成した受信状態要求フレームを変調部 15に送出する。なお、 受信状態要求フレームのフレーム構成については後述する。

[0069] 送信フレーム生成部 14は、無線伝送される音楽データ、映像データや文書データ などのデータを、 ABLを用いた無線通信用のフレーム形式に加工し、データフレー ムを生成するためのものである。なお、無線伝送されるデータは、送信局 1に接続さ れた外部機器（図示せず)から送信フレーム生成部 14に予め入力される。送信フレ ーム生成部 14は、データの送信先である受信局 2— iの MACアドレス ad— iを受信局 アドレス記憶部 11から読み出し、さらに、該 MACアドレス ad— iを基に、データの伝送 速度を伝送速度記憶部 12から読み出す。そして、送信フレーム生成部 14は、読み 出した MACアドレス ad— iおよび伝送速度と、入力されたデータとを基に、データフレ ームを生成し、生成したデータフレームを変調部 15に送出する。なお、該データフレ ームのフレーム構成については後述する。

[0070] 変調部 15は、要求フレーム生成部 13あるいは送信フレーム生成部 14が生成した フレームに対して変調処理を行レ、、該変調処理を行ったフレームを送信部 16に出力 するものである。変調部 15は、入力されたフレームのヘッダに示された伝送速度とな るように、該フレームの変調処理を行う。すなわち、変調部 15は、受信状態要求フレ ームに対して、初期設定伝送速度になるように変調し、データフレームに対して、伝 送速度記憶部 12に記憶された送信先の受信局 2— iに対応する伝送速度になるよう に変調する。

[0071] 送信部 16は、変調部 15が送出するフレームを無線回線に送出するためのもので ある。送信部 16は、送信アンテナ 16aを有しており、該アンテナ 16aを用いて無線回 線と接続する。

[0072] 受信部 17は、受信アンテナ 17aを介して、無線回線からフレームを受信するための ものである。受信部 12は、無線回線から受信したフレームを受信フレーム判定 ·処理 部 18に送る。

[0073] 受信フレーム判定'処理部 18は、受信部 12が受信したフレームの種類を判定し、 該フレームの種類に応じて、所定の処理を行うものである。

[0074] 受信フレーム判定'処理部 18は、受信部 12からのフレームが受信状態情報を含む ACKフレームであると判定した場合、該 ACKフレームの MACヘッダに含まれる送 信元アドレス（すなわち、該 ACKフレームを送信した受信局 2— iの MACアドレス ad— i)と該受信状態情報に含まれる伝送速度とを対応付けて、伝送速度記憶部 12に書 き込む。このとき、伝送速度記憶部 12に同じ MACアドレス ad— iが既に記憶されてい る場合、該 MACアドレス ad— iに対応する伝送速度を、新たに受信部 17から受けた 受信状態情報に含まれる伝送速度に更新する。これにより、受信フレーム判定'処理 部 18は、伝送速度記憶部 12において、各受信局 2 - iに対する伝送速度を最新のも のに更新することができる。

[0075] 次に、受信局 2-i (i= l— N)の構成について説明する。各受信局 2-iは、同様の 構成を有している。

[0076] 図 5は、受信局 2— iの構成を示すブロック図である。図 5に示されるように、受信局 2 一 iは、受信部 21、受信フレーム判定部 22、受信状態判断部 23、 ACKフレーム生成 部 24、送信時間算出部 25および送信部 26から構成される。

[0077] 受信部 21は、受信アンテナ 21aを介して、伝送路から信号を受信するためのもので ある。受信部 21は、受信信号を受信フレーム判定部 22および受信状態判断部 23に 送る。

[0078] 受信フレーム判定部 22は、受信部 21から送出された受信信号を復調し、フレーム の種類を判定するとともに、該種類に応じた処理をする。受信フレーム判定部 22は、 フレームのヘッダに含まれるフレームタイプを基に、該フレームの種類を判定する。

[0079] 受信部 21から送出されたフレームの種類が受信状態要求フレームであると判定し た場合、受信フレーム判定部 22は、該受信状態要求フレームの中に、 自身（つまり、 受信局 2— i)の MACアドレス ad— iが含まれているか否かを判断する。受信局 2— iの MACアドレス ad— iが含まれていない場合、受信フレーム判定部 22は、該受信状態 要求フレームが自身宛のフレームではないと判断し、処理を終了する。

[0080] 受信局 2— iの MACアドレス ad— iが含まれる場合、受信フレーム判定部 22は、受信 状態の判断を開始させるための判断開始信号を受信状態判断部 23に送る。

[0081] また、上述したように、受信状態要求フレームには、送信局 1が受信状態を要求す る複数の受信局の MACアドレスが含まれている。そこで、受信フレーム判定部 22は 、受信状態要求フレームにおいて、 自身の MACアドレス ad_iが MACアドレス全体 の中で何番目のアドレスかを特定する。そして、受信フレーム判定部 22は、特定した アドレス順番および受信状態要求フレームの受信完了時刻情報を送信時間算出部 25に送る。また、受信フレーム判定部 22は、受信状態要求フレームに対する ACKフ レーム（要求用 ACKフレーム）の生成を開始させるための要求用 ACK生成開始信 号を ACKフレーム生成部 24に送る。

[0082] 一方、受信部 21から送出されたフレームの種類がデータフレームであると判定した 場合、受信フレーム判定部 22は、判断開始信号を受信状態判断部 23に、データフ レームの受信完了時刻情報を送信時間算出部 25に、該データフレームに対する A CKフレーム（データ用 ACKフレーム：応答フレーム）の生成を開始させるためのデ ータ用 ACK生成開始信号を ACKフレーム生成部 24に送る。

[0083] 受信状態判断部 23は、受信フレーム判定部 22からの判断開始信号を受け、受信 部 21から受けた受信信号を基に受信状態を判断するためのものである。受信状態 判断部 23は、図 5に示されるように、状態検出部 23aと、伝送速度推定部 23bとから なる。

[0084] 状態検出部 23aは、受信信号を OFDM方式の M個のサブキャリアに分け、各サブ キャリアにおける受信電界強度および受信ノイズ電力を検出する。状態検出部 23a は、検出した受信電界強度および受信ノイズ電力を伝送速度推定部 23bに送る。

[0085] 伝送速度推定部 23bは、状態検出部 23aから受けた受信電界強度および受信ノィ ズ電力を基に、送信局 1における最適の伝送速度をサブキャリアごとに推定する。す なわち、受信電界強度と受信ノイズ電力の比 (すなわち、 S/N比）が高い場合、伝送 速度推定部 23bは、伝送速度を現状維持または現状よりも速い伝送速度を最適のも のとして推定する。また、 S/N比が低い場合、伝送速度推定部 23bは、現状よりも遅 い伝送速度を最適のものとして推定する。伝送速度推定部 23bは、サブキャリアごと に推定した最適の伝送速度と、状態検出部 23aが検出した受信電界強度および受 信ノイズ電力とを ACKフレーム生成部 24に送る。

[0086] 本実施形態において、各サブキャリアにおける伝送速度、受信電界強度および受 信ノイズ電力とからなる情報を受信状態情報という。

[0087] 送信時間算出部 25は、 ACKフレーム生成部 24が生成する ACKフレームの送信 時間を算出するためのものである。送信時間算出部 25は、上述したように、受信フレ ーム判定部 22から、アドレス順番および受信状態要求フレームの受信完了時刻情 報、あるいは、データフレームの受信完了時刻情報を受ける。

[0088] アドレス順番および受信状態要求フレームの受信完了時刻情報を受けた場合、送 信時間算出部 25は、予め定められた要求用 ACKフレームの伝送速度およびフレー ム長と、受けたアドレス順番および受信完了時刻情報とを基に、送信時間を算出する 。なお、該算出方法については、後述する。

[0089] また、データフレームの受信完了時刻情報を受けた場合、送信時間算出部 25は、 該受信完了時刻に所定の間隔 SIFSをカ卩えた時間を送信時間とする。

[0090] そして、送信時間算出部 25は、算出した送信時間を ACKフレーム生成部 24に送 る。

[0091] ACKフレーム生成部 24は、受信部 21が受信したフレームに対する ACKフレーム を生成し、生成した ACKフレームを送信部 26に送出するものである。 ACKフレーム 生成部 24は、受信フレーム判定部 22から ACK生成開始信号 (要求用 ACK生成開 始信号あるいはデータ用 ACK生成開始信号)を受けると、要求用 ACKフレームある いはデータ用 ACKフレームの生成を開始する。

[0092] 要求用 ACK生成開始信号あるいはデータ用 ACK生成開始信号を受ける場合、 上述したように、 ACKフレーム生成部 24には、各サブキャリアの受信状態情報が受 信状態判断部 23から入力される。また、送信時間算出部 25から送信時間が入力さ れる。

[0093] ACKフレーム生成部 24は、入力された各サブキャリアの受信状態情報を含む要 求用 ACKフレームあるいはデータ用 ACKフレームを生成し、入力された送信時間 に、送信部 26を介して、生成した ACKフレームを無線回線に送信する。なお、 ACK フレーム生成部 24が生成する要求用 ACKフレームあるいはデータ用 ACKフレーム の構成については後述する。

[0094] 送信部 26は、 ACKフレーム生成部 24が送出する ACKフレームを無線回線に送 出するためのものである。送信部 26は、送信アンテナ 26aを有しており、該アンテナ 2 6aを用いて無線回線と接続する。

[0095] 次に、上記要求フレーム生成部 13が生成する受信状態要求フレームの構成と、該 受信状態要求フレームに対して受信局 2が生成する要求用 ACKフレームの構成お よびその送信時間について説明する。

[0096] 図 6は、受信状態要求フレーム 101の構成と、該受信状態要求フレーム 101に対 する要求用 ACKフレーム 102 (102—1 102—N)の構成とを示す図である。

[0097] 図 6に示されるように、受信状態要求フレーム 101は、 MACヘッダ 111と、受信局 MAC情報部 112 (112—1— 112_N)と、エラーチェックコード（図中、 Eと記載） 113 とで構成されている。

[0098] 要求フレーム生成部 13は、 MACヘッダ 111の構成について、従来（IEEE802. 1 1など）の MACヘッダと同一とし、 MACヘッダ 111内のフレームタイプに受信状態要 求フレームであることを追加する。これにより、受信状態要求フレームは、従来のフレ ームと互換性を保つことができる。

[0099] また、要求フレーム生成部 13は、 MACヘッダ 111に初期設定伝送速度を加えて いる。

[0100] 受信局 MAC情報部 112は、送信局 1が受信状態を把握したい受信局の MACアド レス部（受信局 MACアドレス部） 112—1 112— Nで構成される。ここで、送信局 1は 、受信局 2— iの全ての受信状態を把握したいものとする。また、受信局 MACアドレス 部 112—1 112—Nは、それぞれ各受信局 2_iの MACアドレス ad_l ad_Nを表 している。

[0101] 要求フレーム生成部 13は、受信局 2— iの MACアドレス ad— iを受信局アドレス記憶 部 11から読み出し、読み出した MACアドレス ad— iを順に並べることで受信局 MAC 情報部 112を作成する。本実施形態では、要求フレーム生成部 13は、全受信局 2— i (i= lーN)のMACァドレスad_i (i= l—N)を、符号 iの昇順に並べて受信局 MAC 情報部 112を作成するものとする。すなわち、受信局 MAC情報部 112において、受 信局 2— iの MACアドレス ad— iのアドレス順番は、 iとなる。ただし、受信局 MAC情報 部 112における該 MACアドレス ad-iの順は、これに限られず、任意である。

[0102] 要求フレーム生成部 13が生成した該受信状態要求フレーム 101は、変調部 15に おいて初期設定伝送速度になるように変調され、送信部 16を介して、受信局 2— iに 送信される。

[0103] 受信状態要求フレーム 101を受信し、かつ、該受信状態要求フレーム 101に自身 の MACアドレス ad— iを含む各受信局 2— iは、要求用 ACKフレームの衝突を避ける ため、受信局 MAC情報部 112の MACアドレス順に要求用 ACKフレーム 102_i (i = 1一 N)を送信する。

[0104] 要求用 ACKフレーム 102_i (i= l— N)は、図 6に示されるように、 MACヘッダ 121 -i、全波受信状態情報 122-i、およびエラーチェックコード 123-iから構成される。

MACヘッダ 121— iおよびエラーチェックコード 123— iは、従来のフレームにおける M ACヘッダおよびエラーチェックコードと同様の情報を含むものである。全波受信状態 情報 122-iについては、後述する。

[0105] 次に、受信状態要求フレーム 101を受信した受信局 2— iにおける要求用 ACKフレ ーム 102— iの生成方法と、その送信時間について説明する。

[0106] 受信局 2— iにおいて、受信部 21が受信状態要求フレーム 101を受信すると、受信 フレーム判定部 22は、フレームの種類が受信状態要求フレーム 101であると判定し 、受信状態判断部 23に対して判断開始信号を送る。さらに、受信フレーム判定部 22 は、 ACKフレーム生成部 24に対して要求用 ACK生成開始信号を、送信時間算出 部 25に対して受信局 MAC情報部 112における受信局 2— iのアドレス順番 iおよび受 信完了時刻情報を送信する。

[0107] 判断開始信号を受けた受信状態判断部 23では、状態検出部 23aが、受信状態要 求フレーム 101に対応する受信信号を基に、サブキャリア番号ごとに受信電界強度 および受信ノイズ電力を検出する。さらに、伝送速度推定部 23bが、該受信電界強 度および受信ノイズ電力から最適な伝送速度を推定する。そして、受信状態判断部 23は、各サブキャリア番号 1一 Mにおける受信状態情報 (伝送速度、受信電界強度 および受信ノイズ電力）を ACKフレーム生成部 24に送出する。

[0108] 受信状態判断部 23から各サブキャリア番号の受信状態情報を受け、受信フレーム 判定 bu22から要求用 ACK生成開始信号を受けた ACKフレーム生成部 24は、図 7 に示すような、全波受信状態情報 122— iを生成する。すなわち、 ACKフレーム生成 部 24は、受信状態判断部 23から受けた各サブキャリア番号 1一 Mにおける受信状 態情報のうち伝送速度を伝送速度部 122bとし、受信電界強度および受信ノイズ電 力をその他の情報 122cとする。

[0109] そして、 ACKフレーム生成部 24は、該伝送速度部 122bおよびその他の情報 122 bからなる各サブキャリア番号 1一 Mの受信状態情報 122aを、サブキャリア番号の順 に並べた全波受信状態情報 122 - iを生成する。よって、該全波受信状態情報 122 - iは、受信局 2— iにおける全サブキャリア番号 1一 Mの受信状態情報を含むこととなる 。そして、 ACKフレーム生成部 24は、該全波受信状態情報 122— iに、 MACヘッダ 121— iおよびエラーチェックコード 123— iを付加して要求用 ACKフレーム 102— iを 生成する。

[0110] また、アドレス順番 iおよび受信状態要求フレームの受信完了時刻情報 (受信完了 時刻を Tとする）を受けた送信時間算出部 25は、要求用 ACKフレームの送信時間を 算出する。すなわち、送信時間算出部 25は、予め定められた要求用 ACKフレーム のフレーム長 L、全受信局 2— iにおレ、て統一して設定された所定の要求用 ACKフレ ーム伝送速度 Sおよび ACKフレーム間の間隔 SIFS (Short Interframe Space)を記憶 しており、該記憶しているフレーム長 L、要求用 ACKフレーム伝送速度 S、間隔 SIF S、および受信フレーム判定部 22から受けたアドレス順番 iおよび受信完了時刻 Tを 基に、送信時間を算出する。

[0111] 具体的には、送信時間算出部 25は、下記の式

送信時間 =T+ (i— 1) X L/S + i X SIFS

に従って、要求用 ACKフレーム 102— iの送信時間を算出する。

[0112] 該送信時間は、各受信局 2— iにおいて異なる。これにより、各受信局 2— i (i= l一 N )が送信する要求用 ACKフレーム 102— iは、衝突することがない。

[0113] 送信時間算出部 25は、算出した送信時間を ACKフレーム生成部 24に送出する。

そして、 ACKフレーム生成部 24は、生成した要求用 ACKフレーム 102— iを、送信 時間算出部 25が算出した送信時間に、送信部 26を介して、無線回線に送信する。

[0114] 各受信局 2— iから要求用 ACKフレーム 102— iを順に受信した送信局 1において、 受信フレーム判定'処理部 18は、各要求用 ACKフレーム 102— iの送信元アドレス（ すなわち、各受信局 2_iの MACアドレス ad_i)と、要求用 ACKフレーム 102_iに含 まれる各サブキャリア番号 1一 Mの伝送速度部 122bとを対応付けて、伝送速度記憶 部 12に格納する。このとき、伝送速度記憶部 12に同じ送信元アドレスがすでに記憶 されている場合、受信フレーム判定'処理部 18は、新しく受信した ACKフレーム 102 - iを基に、伝送速度記憶部 12の情報を更新する。

[0115] そして、送信局 1は、伝送速度記憶部 12に格納された各受信局 2— iの MACァドレ ス ad— iに対応付けられた伝送速度になるようにデータフレームを変調し、送信する。 [0116] すなわち、変調部 15は、データフレームに対して、伝送速度記憶部 12に記憶され た最適の伝送速度 S-ijとなるように変調する。つまり、変調部 15は、受信局が返信し た受信状態情報を基に、データフレームの伝送速度を調整する。よって、受信局 2— i は、より確実にデータフレームを復調することができ、データ送受信の信頼性が向上 する。

[0117] このように、送信局 1は、受信状態を把握した受信局 2— iのすベてに対して、一つの 受信状態情報要求フレームを送信することで、各受信局 2— iから受信状態情報を一 括して取得することができる。これにより、送信局 1は、各受信局 2— iに対して、個別に 受信状態情報要求フレームを作成する必要がなく、容易に受信状態情報を取得でき る。

[0118] また、各受信局 2— iが送信されたデータフレームをより確実に復調することができる ため、本実施形態の通信システムでは、データフレームの送受信における信頼性を 向上させることができる。

[0119] さらに、本実施形態の通信システムでは、データフレームの送受信においても受信 局 2— i力 送信局 1に全波受信状態情報 122— iをフィードバックさせ、データフレーム の送受信における信頼性をより一層向上させる好ましい構成を有している。

[0120] すなわち、送信局 1がデータフレームを送信し、受信局 2-iは、受信したデータフレ ームから受信状態を判断し、該データフレームに対するデータ用 ACKフレームに全 波受信状態情報 122-iを付加する。

[0121] これにより、データフレームの送受信を行っている間においても、伝送路の状態の 変化等に応じて、送信局 1は、最適の伝送速度でデータフレームを送信することがで きる。

[0122] ここで、 ABL方式を用いて送信局 1が受信局 2— iに対してデータフレームを送信し 、受信局 2— iが送信局 1に全波受信状態情報 122— iを含むデータ用 ACKフレーム を送信する場合の送信局 1および受信局 2— iの処理について説明する。

[0123] 例えば、送信局 1から受信局 2— 1に対してデータフレームを送信する場合について 説明する。

[0124] 送信局 1において、送信フレーム生成部 14は、受信局 2— 1に送信すべきデータを 外部機器力 取得するとともに、受信局アドレス記憶部 11から送信する受信局 2-1 に対応する MACアドレス ad— 1を読み出す。さらに、送信フレーム生成部 14は、送 信する受信局 2— 1に対応する各サブキャリア番号 1一 Mの伝送速度 S— lj (j = l一 M )を伝送速度記憶部 12から読み出す。そして、送信フレーム生成部 14は、取得した データ、読み出した MACアドレス ad_lおよび伝送速度 S_lj (j = l— M)を基に、 A BL方式を用いた無線通信用のデータフレームを生成する。

[0125] 図 8に、送信フレーム生成部 14が生成したデータフレームの構成を示す。図 8に示 されるように、データフレーム全体は、プリアンプ'ノレ 301、 PLCP (Physical Layer Convergence Protocol)ヘッダ 302、 MACヘッダ 303、および MADU (MAC Service Data Unit)部 304力、ら構成される。

[0126] 上記 PLCPヘッダ 302は、従来のフレーム形式の PLCPヘッダと同様に伝送速度 及びフレーム長の情報を含んでいる。したがって、本実施形態におけるプリアンブル 301および PLCPヘッダ 302は、従来のフレーム構成と互換性を有している。ただし 、 PLCPヘッダ 302が含む伝送速度およびフレーム長は、 MACヘッダ伝送速度 311 および MACヘッダ長 312の情報を示している。また、 ABLを用いて伝送を行うか、 A BLを用いないで従来の方式で伝送を行うかは、 PLCPヘッダに ABLフラグ 314を設 けることで判定される。

[0127] MACヘッダ 303は、 MSDU部伝送速度 305、 MSDU長 306、フレームタイプ 30 7、アドレス部 308、その他の情報 309及び MACヘッダ用の CRCである CRCH310 から構成される。なお、 MSDU部伝送速度 305、 MSDU長 306、アドレス部 308の 順序は任意である。

[0128] 送信フレーム生成部 14は、外部機器から取得したデータを MADU部 304とし、該 MSDU部の伝送速度を、伝送速度記憶部 12から読み出した伝送速度 S_lj (j = l 一 M)とする。すなわち、送信フレーム生成部 14は、伝送速度記憶部 12から読み出 した伝送速度 S_ljを MSDU部伝送速度 305とする。また、送信フレーム生成部 14 は、外部機器から取得したデータの大きさに合わせて、 MSDU長 306を設定する。

[0129] 変調部 15は、データである MSDU部 304に対して、伝送速度記憶部 12に記憶さ れた最適の伝送速度 S-lj (j = l— M)で変調する。すなわち、変調部 15は、受信局 が返信した受信状態情報を基に、データフレームの伝送速度を調整する。よって、受 信局 2— 1は、より確実に MSDU部 304を復調することができ、データ送受信の信頼 性が向上する。

[0130] 上記データフレームを受信した受信局 2— 1では、受信フレーム判定部 22が、受信 したフレームがデータフレームであることを判定し、 ACKフレーム生成部 24にデータ 用 ACK生成開始信号を、送信時間算出部 25にデータフレームの受信完了時刻を、 受信状態判断部 23に対して判断開始信号を送出する。

[0131] 判断開始信号を受けた受信状態判断部 23は、受信状態要求フレームを受信局 2— 1が受信したときと同様に、受信したデータフレームの受信信号を基に、各サブキヤリ ァ番号 j (j = l-M)における伝送速度、受信電界強度および受信ノイズ電力からな る受信状態情報を生成し、 ACKフレーム生成部 24に送出する。

[0132] データ用 ACK生成開始信号、および、各サブキャリアの受信状態情報を受けた A CKフレーム生成部 24は、該データフレームの受信に成功したか否かの送達確認情 報および上述した全波受信状態情報 122-1からなるデータ用 ACKフレームを生成 する。

[0133] また、データフレームの受信完了時刻を受けた送信時間算出部 25は、該受信完了 時刻に所定の間隔 SIFSをカ卩えた送信時間を算出し、算出した送信時間を ACKフレ ーム生成部 24に送る。

[0134] そして、 ACKフレーム生成部 24は、送信時間算出部 25から受けた送信時間に、 生成したデータ用 ACKフレームを、送信部 26を介して無線回線に送信する。

[0135] 該データ用 ACKフレームを受信した送信局 1では、上述した受信状態要求フレー ムに対するデータ用 ACKフレームを受信したときと同様に、伝送速度記憶部 12に記 憶される情報を更新する。これにより、送信局 1は、最新の受信状態から推定された 最適の伝送速度で、データフレームを受信局 2— 1に送信することができる。このよう に、データフレームの送受信は、最新の伝送路の状況に応じて最適の伝送速度で行 われる。

[0136] なお、本実施形態において、受信局 2— iは、受信状態要求フレームおよびデータフ レームのいずれについても、受信状態情報を含む ACKフレームを送信局 1に送信 する構成とした。

[0137] ただし、これに限らず、受信局 2— iは、受信状態要求フレームにつレ、てのみ、受信 状態情報を含む ACKフレームを送信局 1に送信する構成としてもよい。これにより、 送信局 1は、データフレームを最初から最適な伝送速度で伝送できる。また、受信局 2— iは、データフレームについてのみ、受信状態情報を含む ACKフレームを送信局 1に送信する構成としてもよい。これにより、送信局 1は、データフレームの送信中に、 別途受信状態情報を要求するフレームを送信する必要がなぐさらに、データフレー ム送信中の伝送路の変化に応じて、伝送速度を変化させることができる。

[0138] また、本実施形態において、受信局 2— iは、各サブキャリアの伝送速度、受信電界 強度および受信ノイズ電力からなる受信状態情報を送信局 1に送信する構成とした。

[0139] し力、しながら、これに限らず、受信局 2— iは、各サブキャリアの伝送速度のみからな る受信状態情報を送信局 1に送信する構成としてもよい。これにより、送信局 1は、受 信状態情報に含まれる伝送速度となるように、データフレームを変調することができる からである。

[0140] また、受信局 2 - iは、伝送速度の代わりに、最適な変調方式を推定し、推定した変 調方式を受信状態情報に含めてもよい。この場合、送信局 1は、受信状態情報に含 まれる変調方式に従って、データフレームを変調する。

[0141] さらに、受信局 2— iは、各サブキャリアの受信電界強度および受信ノイズ電力のみ 力 なる受信状態情報を送信局 1に送信する構成としてもよい。この場合、送信局 1 は、上記伝送速度推定部 23bを備える必要がある。送信局 1において、受信フレーム 判定'処理部 18は、受信状態情報に含まれる受信電界強度および受信ノイズ電力を 、伝送速度推定部 23bに送出する。そして、伝送速度推定部 23bが受信電界強度お よび受信ノイズ電力を基に最適な伝送速度を推定し、推定した伝送速度を伝送速度 記憶部 12に格納させる。

[0142] 〔実施形態 2〕

上記実施形態 1では、各受信 2 - iの送信時間算出部 25は、受信状態要求フレーム に対する要求用 ACKフレームのフレーム長および予め定められた伝送速度を記憶 しておく必要があった。し力 ながら、各受信局 2— iは、他の受信局 2— iにおける該受 信状態要求フレームに対する ACKフレームの伝送速度を記憶していない場合もある 。また、他の受信局 2— iが、異なる伝送速度で、要求用 ACKフレームを送信する場 合もある。

[0143] このような場合、各々の受信局 2— iにおレ、て、要求用 ACKフレームの衝突を避ける 為に、送信時間算出部 25が送信時間を計算することができない。本実施形態は、こ のような場合でも、各受信局 2— iが要求用 ACKフレームを衝突なしに送信することの できる通信システムである。

[0144] 送信局 1の各構成は、上記実施形態 1で説明したものと同様である。ただし、要求フ レーム生成部 13は、図 6に示した受信状態要求フレーム 101の代わりに、図 9に示す ような受信状態要求フレーム 103を生成する。

[0145] すなわち、図 9に示すように、本実施形態における要求フレーム生成部 13は、受信 状態を把握したい各受信局 2— iの MACアドレス ad— iとともに、各受信局 2— iにおける ACKフレームの応答時間 112t— iを含む受信局 MAC情報部 112 'を生成する。具 体的に、要求フレーム生成部 13は、受信局 2— iの MACアドレス ad— iを表す受信局 MACアドレス部 112— iに続けて、該受信局 2— iにおける要求用 ACKフレームの応 答時間 112t— iを並べる。

[0146] また、受信局 2— iの各構成は、上記実施形態 1で説明したものと同様である。ただし 、受信フレーム判定部 22は、受信部 21が受信したフレームが受信状態要求フレー ム 103であると判定すると、該受信状態要求フレーム 103において自身のアドレスを 表す受信局 MACアドレス部 112— iに続く応答時間 112t— iを送信時間算出部 25に 送る。また、上記実施形態と同様に、受信フレーム判定部 22は、要求用 ACK生成開 始信号を ACKフレーム生成部 14に、判断開始信号を受信状態判断部 23に送る。

[0147] さらに、応答時間 112t— iを受けた送信時間算出部 25は、該応答時間 112t— iに示 される応答時間を要求用 ACKフレームの送信時間とし、該送信時間を ACKフレー ム生成部 24に送る。

[0148] このように、送信局 1は、 ACKフレームの応答時間を指定した受信状態要求フレー ム 103を生成 ·送信する。これに対し、各受信局 2-iは、指定された応答時間を要求 用 ACKフレームの送信時間とし、 ACKフレームを送信する。よって、送信局 1が各 受信局 2— iにおける応答時間を異なる時間にすることで、各々の受信局 2— iは、要求 用 ACKフレームを衝突させることなぐ送信局 1に確実に送信することができる。

[0149] 〔実施形態 3〕

上記実施形態では、データフレームに対するデータ用 ACKフレームに、全サブキ ャリアの受信状態情報を含ませる構成であった。そのため、データ用 ACKフレーム のフレーム長が長くなるという問題が残る。本実施形態は、該データ用 ACKフレーム のフレーム長を短くする好ましレ、構成を有する。

[0150] 本実施形態に係る通信システムを構成する送信局 1および受信局 2— iについて図 1 0および図 11を参照しながら説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態にて 説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を 省略する。

[0151] 図 10は、本実施形態における受信局 2— iの構成を示すブロック図である。上記実 施形態 1と異なる点は、伝送速度推定部 23bの代わりに伝送速度推定部 23cを、 AC Kフレーム生成部 24の代わりに ACKフレーム生成部 24aを備え、さらに、伝送速度 記憶部 27を備える点である。

[0152] 伝送速度記憶部 27は、伝送速度推定部 23cが推定した各サブキャリアにおける最 適の伝送速度を記憶するためのものであり、伝送速度推定部 23cにより該伝送速度 が格納される。

[0153] 伝送速度推定部 23cは、各サブキャリア番号 j (j = l一 M)における受信電界強度 および受信ノイズ電力から最適の伝送速度を推定する。そして、伝送速度推定部 23 cは、サブキャリア番号 jごとに、推定した伝送速度と、伝送速度記憶部 27に記憶され ている伝送速度（すなわち、前回伝送速度推定部 23cが推定した最適の伝送速度） とを比較する。伝送速度推定部 23cは、伝送速度記憶部 27に記憶されている伝送 速度と異なる伝送速度を含む受信状態情報およびそのサブキャリア番号 jのみを後 段の ACKフレーム生成部 24aに送るとともに、伝送速度記憶部 27に記憶されている 伝送速度を新たに推定した伝送速度に更新する。

[0154] ACKフレーム生成部 24aは、伝送速度推定部 23cから入力された受信状態情報 およびそのサブキャリア番号 jを基に、図 11に示すようなデータ用 ACKフレームを生 成する。

[0155] 図 11に示されるように、 ACKフレーム生成部 24aが生成するデータ用 ACKフレー ムは、 MACヘッダ 401、受信状態情報部 402およびエラーチェックコード 403からな る。

[0156] 受信状態情報部 402は、更新すべきサブキャリア番号 jを表すサブキャリア番号 40 4一 1 (1= 1一 L)および更新すべきサブキャリア番号 jの受信状態情報 405 - 1 (1= 1一 L )で構成される。該サブキャリア番号 404 - 1 (1= 1一 L)および受信状態情報 405 - 1 (1 = 1一 L)は、 1の順に交互に並べられており、サブキャリア番号 404— 1とそれに続く受 信状態情報 405— 1とが対応してレ、る。

[0157] また、 MACヘッダ 401は、更新すべきサブキャリアの数（ここでは、 L)に関する情 報を含んでいる。これにより、該データ用 ACKフレームの受信側において、受信状 態情報部 403に含まれる受信状態情報 401およびサブキャリア番号 404の数を認識 すること力 Sできる。なお、 MACヘッダ 401およびエラーチェックコード 403における他 の構成については、従来のものと同様であるため説明を省略する。

[0158] 図 11に示されるようなデータ用 ACKフレームを受信した送信局 1は、更新すべきサ ブキャリア番号とその受信状態情報を得て、伝送速度記憶部 12の伝送速度を更新 する。

[0159] 以上のように、本実施形態では、受信局 2— iは、更新すべきサブキャリア番号とその 受信状態情報のみをデータ用 ACKフレームに含ませるため、データ用 ACKフレー ムのフレーム長を短くすることができる。

[0160] 〔実施形態 4〕

上記実施形態 3では、 ACKフレーム生成部 24cは、更新すべきサブキャリア番号と その受信状態情報を交互に並べたデータ用 ACKフレームを生成する構成とした。 本実施形態は、さらに、データ用 ACKフレームのフレーム長を短くする好ましい構成 を有している。

[0161] 本実施形態における ACKフレーム生成部 24cは、受信状態判断部 23から受けた 更新すべきサブキャリア番号 jをビットマップに変換し、更新すべきサブキャリア番号 j を表すフレームであるサブキャリア番号 404— 1の代わりに、変換したビットマップをデ ータ用 ACKフレームに含ませる。

[0162] ACKフレーム生成部 24cが行うビットマップへの変換処理について説明する。 AC Kフレーム生成部 24cは、各サブキャリア番号 j (j = l-M)に対応した桁を有する数 列（ビットマップ）を作成する。そして、 ACKフレーム生成部 24cは、伝送速度を更新 すべきサブキャリア番号 jに対応する桁の数字を :Lとし、それ以外を 0とする。例えば、 受信状態判断部 23から受けた更新すべきサブキャリア番号力 S、 1， 3， 6,■· - , (M-2 ) , Mとする。このとき、 ACKフレーム生成部 24cは、 M桁の数列において、 101001— 101とする。すなわち、上位一桁目がサブキャリア番号 1に対応しており、サブキャリア 番号 1は更新すべきものであるため、 ACKフレーム生成部 24cは、該桁の数字を 1と する。次に上位二桁目は、サブキャリア番号 2に対応しており、サブキャリア番号 2は 更新すべきものでないため、 ACKフレーム生成部 24cは、該桁の数字を 0とする。以 下同様に行う。

[0163] そして、 ACKフレーム生成部 24cは、生成したビットマップおよび更新すべきサブ キャリアの受信状態情報を含むデータ用 ACKフレームを生成する。図 12に、本実施 形態におけるデータ用 ACKフレームの構成を示す。

[0164] 図 12に示されるように、データ用 ACKフレームは、 MACヘッダ 401、受信状態情 報部 412およびエラーチェックコード 403からなる。受信状態情報部 412は、更新す べきサブキャリアの受信状態情報 405— 1 (1= 1一 U、および、更新すべきサブキヤリ ァのビットマップ 406で構成される。

[0165] 上述したように、ビットマップ 406のビット数はサブキャリア数（M)であり、各ビットが 各サブキャリア番号に対応し、更新状況を表す。なお、 Lは、更新すべきサブキャリア の数であり、ビットマップ 406のビットが 1である場合の合計である。

[0166] その他の構成は、上記実施形態 3のデータ用 ACKフレームと同一である。

[0167] また、送信局 1における受信フレーム判定 ·処理部 18は、該ビットマップ 406を基に 、更新すべきサブキャリア番号 jを特定する。そして、受信フレーム判定'処理部 18は 、更新すべきサブキャリアの受信状態情報 405 - 1を基に、伝送速度記憶部 12の伝送 速度を更新する。

[0168] このように、 ACKフレーム生成部 24cは、サブキャリア番号 jを表すフレームの代わ りに、ビットマップ 406を含むデータ用 ACKフレームを生成する。これにより、データ 用 ACKフレームのフレーム長がより一層短くなる。

[0169] 〔実施形態 5〕

本実施形態は、上記実施形態 1と比較して、データ用 ACKフレームのフレーム長 を短くする別の構成である。

[0170] 上記実施形態 1では、上述したように、 ACKフレーム生成部 24は、データ用 ACK フレームの中に、全サブキャリアに対する受信状態情報を含ませる。し力、しながら、送 信局 1は、複数のデータフレームを続けて送信する。そのため、受信局 2— iが、各デ 一タフレームに対して、全サブキャリアに対する受信状態情報を含ませたデータ用 A CKフレームを送信すると、全てのデータ用 ACKフレームのフレーム長が長くなる。

[0171] そこで、本実施形態では、 ACKフレーム生成部 24は、 M個のサブキャリアを複数（ K個）のグループに分割し、 1回のデータ用 ACKフレームにおいて 1個のグループに 属するサブキャリアの受信状態情報を送信する構成とする。

[0172] 具体的には、 ACKフレーム生成部 24は、 1番目のデータフレームに対して、 1番目 のグループに属するサブキャリア番号 jとその受信状態情報を含むデータ用 ACKフ レームを生成する。次に、 ACKフレーム生成部 24は、 2番目のデータフレームに対 して、 2番目のグループに属するサブキャリア番号 jとその受信状態情報を含むデー タ用 ACKフレームを生成する。そして、 ACKフレーム生成部 24は、 K番目のデータ フレームに対して、 K番目のグノレープに属するサブキャリア番号とその受信状態情報 を含むデータ用 ACKフレームを生成する。その後、 ACKフレーム生成部 24は、 1一 K番目のグループに属するサブキャリア番号 jとその受信状態情報を含むデータ用 A CKフレームを順に生成する。

[0173] 図 13は、本実施形態における ACKフレーム生成部 24が生成するデータ用 ACK フレームのフレーム構成である。このように、 1番目のデータ用 ACKフレームにおける 受信状態情報部 511は、 1番目のグノレープに属するサブキャリア番号フレーム 504— 1およびその受信状態情報 503—1からなる。同様に、 K番目のデータ用 ACKフレー ムにおける受信状態情報部 511は、 K番目のグノレープに属するサブキャリア番号フ レーム 504— Kおよびその受信状態情報 503— Kからなる。 [0174] 受信状態情報部 511を受信した送信局 1では、受信フレーム判定'処理部 18が、 各 ACKフレームに含まれるサブキャリア番号およびその受信状態情報を基に、各サ ブキャリアの最適の伝送速度を伝送速度記憶部 12に記憶する。

[0175] このように、本実施形態の ACKフレーム生成部 24は、サブキャリアを複数のグルー プに分割し、グループごとにデータ用 ACKフレームを生成するため、一つのデータ 用 ACKフレームのフレーム長が短くなる。

[0176] 〔実施形態 6〕

本実施形態は、上記実施形態 5に比べて、さらにデータ用 ACKフレームのフレー ム長を短くすることのできる構成である。

[0177] 本実施形態の ACKフレーム生成部 24は、上記実施形態 5と同様に、サブキャリア を複数 (K個）のグループに分割し、グノレープごとにデータ用 ACKフレームを生成す る。

[0178] ただし、上記実施形態 5では、データ用 ACKフレームにサブキャリア番号 jを表すフ レームであるサブキャリア番号フレーム 504が含まれていた力 本実施形態では、 A CKフレーム生成部 24は、サブキャリア番号フレーム 504の代わりに、分割番号を表 す分割番号フレーム 502 (502— 1一 502— K)を ACKフレームに含ませる。

[0179] ここで、分割番号とは、各グループを識別するための番号である。

[0180] 図 14に、本実施形態の ACKフレーム生成部 24が生成するデータ用 ACKフレー ムを示す。図 14に示されるように、データ用 ACKフレームは受信状態情報部 501を 含む。そして、 1回目のデータ用 ACKフレームにおいて、 ACKフレーム生成部 24は 、受信状態情報部 501に、分割番号 1を表す分割番号フレーム 502— 1と、分割番号 1のグループに属するサブキャリアの受信状態情報 503— 1とを含ませる。同様に、 K 回目のデータ用 ACKフレームにおいて、 ACKフレーム生成部 24は、受信状態情報 部 501に、分割番号 Kを表す分割番号フレーム 502— Kと、分割番号 Kのグループに 属するサブキャリアの受信状態情報 503— Kとを含ませる。

[0181] このように、上記実施形態 5では、各グループに属するサブキャリア番号を全てデー タ用 ACKフレームに含ませる必要があつたが、本実施形態では、分割番号フレーム 502を一つデータ用 ACKフレームに含ませるだけでよレ、。よって、各データ用 ACK フレームのフレーム長が短くなる。

[0182] 次に、該 ACKフレームを受信する送信局 1について説明する。

[0183] 図 15は、本実施形態の送信局 1の構成を示すブロック図である。図 15に示されるよ うに、本実施形態の送信局 1は、上記実施形態 1と比べて、受信フレーム判定 '処理 部 18の代わりに受信フレーム判定 ·処理部 18aを備え、さらに、分割情報記憶部 19 を備える点で異なる。

[0184] 分割情報記憶部 19は、各受信局 2— iにおけるサブキャリアの分割情報、すなわち、 分割番号 k (k= 1一 K)のグループに属するサブキャリア番号を記憶してレ、る。図 16 に分割情報記憶部 19の一記憶例を示す。

[0185] 図 16に示されるように、分割情報記憶部 19は、分割番号 1のグノレープにサブキヤリ ァ番号 1一 hのサブキャリアが属し、分割番号 Kのグループにサブキャリア番号 h'— Mのサブキャリアが属することを記憶してレ、る。

[0186] 受信部 17が図 15に示すようなデータ用 ACKフレームを受信すると、受信フレーム 判定'処理部 18aは、データ用 ACKフレームに含まれる分割番号に対応するサブキ ャリア番号 jを分割番号記憶部 19から読み出す。そして、受信フレーム判定 ·処理部 18aは、読み出したサブキャリア番号 jとデータ用 ACKフレームの受信状態情報に含 まれる伝送速度とを順に対応付けて、伝送速度記憶部 12に記憶する。

[0187] このように、本実施形態では、送信局 1は、サブキャリアの分割情報を記憶する分割 情報記憶部 19を備え、分割番号フレーム 504を含むデータ用 ACKフレームを受信 しても、伝送速度記憶部 12の伝送速度を最適のものに更新することができる。

[0188] 〔実施形態 7〕

本実施形態に係る送信局 1および受信局 2— iの構成について図 17— 20を参照し て説明する。

[0189] 図 17は、本実施形態の受信局 2— iの構成を示すブロック図である。上記実施形態

1と異なる点は、本実施形態の受信局 2— iが、伝送速度推定部 23bの代わりに伝送 速度推定部 23dを、 ACKフレーム生成部 24の代わりに ACKフレーム生成部 24bを 備え、さらに、伝送速度記憶部 27および比較情報記憶部 28を備える点である。

[0190] 伝送速度記憶部 27については、上記実施形態 3で述べたとおりである。 [0191] 比較情報記憶部 28は、前回に推定した伝送速度に対する今回推定した伝送速度 の状態と、それに対応するビットアサインとを記憶するものである。図 18に示すように 、比較情報記憶部 28は、伝送速度の「維持」に対応してビットアサイン「00」を、伝送 速度の「up」に対応してビットアサイン「10」を、伝送速度の「down」に対応してビット アサイン「01」を記憶している。

[0192] 伝送速度推定部 23dは、状態検出部 23aからの受信電界強度および受信ノイズ電 力を基に最適の伝送速度を推定し、推定した伝送速度と前回推定した伝送速度とを 比較する。そして、伝送速度推定部 23dは、その比較結果に応じたビットアサインを 後段の ACKフレーム生成部 24bに出力する。

[0193] 具体的に、伝送速度推定部 23dは、サブキャリアごとに、推定した伝送速度と伝送 速度記憶部 27に記憶された伝送速度 (すなわち、前回推定された伝送速度）とを比 較する。

[0194] 今回推定した伝送速度と前回推定した伝送速度とが同じである場合、伝送速度推 定部 23dは、伝送速度を「維持」すると判断する。今回推定した伝送速度が前回推定 した伝送速度よりも大きい場合、伝送速度推定部 23dは、伝送速度を「up」（上昇）さ せると判断する。さらに、今回推定した伝送速度が前回推定した伝送速度よりも小さ い場合、伝送速度推定部 23dは、伝送速度を「down」（下降）させると判断する。

[0195] そして、伝送速度推定部 23dは、各判断結果に対応するビットアサインを比較情報 記憶部 28から読み出し、読み出したビットアサインと、受信電界強度および受信ノィ ズ電力とを ACKフレーム生成部 24bに出力する。

[0196] ACKフレーム生成部 24bは、伝送速度推定部 23dから入力されたビットアサインを 伝送速度の代りとして、受信状態情報を生成し、データ用 ACKフレームを生成する。

[0197] 次に、送信局 1の構成について説明する。図 19は、本実施形態に係る送信局 1の 構成を示すブロック図である。上記実施形態 1と異なる点は、本実施形態の送信局 1 が、受信フレーム判定'処理部 18の代わりに受信フレーム判定'処理部 18bを備え、 さらに、伝送速度段階情報記憶部 20を備える点である。

[0198] 伝送速度段階情報記憶部 20は、伝送速度を段階的に記憶するものであり、段階 番号に対応づけて伝送速度を記憶する。図 20は、伝送速度段階情報記憶部 20の 一記憶例である。図 20に示すように、伝送速度段階情報記憶部 20は、段階番号 1 一 Xに対応付けてそれぞれ伝送速度 S1— SXを記憶している。また、伝送速度 S1—

SXは、この順で速くなる。

[0199] 受信部 17が受信したデータ用 ACKフレームがビットアサインを含むものである場 合、受信フレーム判定'処理部 18bは、該ビットアサインと伝送速度段階情報記憶部

20が記憶している伝送速度とを基に、伝送速度記憶部 12に各サブキャリアの最適の 伝送速度を更新させる。

[0200] 具体的に、受信フレーム判定'処理部 18bは、データ用 ACKフレームにおいて、サ ブキャリア番号 jのビットアサインが「10」である場合、伝送速度記憶部 12から、 ACK フレームを送信した受信局 2— iの MACアドレス ad— iおよびサブキャリア番号 jに対応 する伝送速度（たとえば、伝送速度 Sxとする）を読み出す。さらに、受信フレーム判定 •処理部 18bは、伝送速度記憶部 12から読み出した伝送速度 Sxに対応する段階番 号を伝送速度段階情報記憶部 20から読み出す。そして、受信フレーム判定'処理部 18bは、読み出した段階番号に 1をカ卩えた段階番号に対応する伝送速度 S (x+ 1)を 伝送速度段階情報記憶部 20から読み出し、読み出した伝送速度 S (x+ 1)を新たな 伝送速度として伝送速度記憶部 12に格納する。

[0201] また、ビットアサインが「01」である場合、受信フレーム判定'処理部 18bは、読み出 した段階番号に 1を減じた段階番号に対応する伝送速度 S (X— 1)を伝送速度段階情 報記憶部 20から読み出し、読み出した伝送速度 S (X— 1)を新たな伝送速度として伝 送速度記憶部 12に格納する。

[0202] サブキャリア番号 jのビットアサインが「00」の場合、受信フレーム判定'処理部 18b は、伝送速度記憶部 12において、該サブキャリア番号 jの伝送速度をそのままとする

[0203] 受信フレーム判定'処理部 18bは、このような処理をサブキャリアごとに行う。

[0204] このように、受信局 2— iがビットアサインを含む受信状態情報を含むデータ用 ACK フレームを送信するだけで、送信局 1は、最適な伝送速度でデータフレームを送信す ること力 Sできる。よって、受信局 2— iが送信するデータ用 ACKフレームのフレーム長を 短くすることができる。 [0205] 〔実施形態 8〕

本実施形態の受信局 2— iにおける ACKフレーム生成部 24は、データフレームに対 するデータ用 ACKフレームの生成において、上記実施形態 1一 7のいずれかのデー タ用 ACKフレームを選択して生成することができる。

[0206] ACKフレーム生成部 24は、データフレームに対する ACKフレームを生成する際、 上記実施形態 1一 7の全てのデータ用 ACKフレームを生成する。そして、 ACKフレ ーム生成部 24は、生成したデータ用 ACKフレームのうち、最もフレーム長の短いデ ータ用 ACKフレームを選択し、送信部 26を介して、選択したデータ用 ACKフレーム を無線回線に送信する。このとき、 ACKフレーム生成部 24は、 ACK用 MACヘッダ に、上記実施形態 1一 7のいずれのデータ用 ACKフレームを選択したかを表す選択 情報を含める。

[0207] ACKフレームを受信した送信局 1において、受信フレーム判定'処理部 18は、 AC

K用 MACヘッダから選択情報を読み取り、読み取った選択情報を基に、上記実施 形態 1一 7のいずれかの処理を行う。

[0208] これにより、最もフレーム長の短いデータ用 ACKフレームで受信状態情報を受信 局 2— iから送信局 1にフィードバックすることができる。

[0209] なお、本実施形態で選択できるデータ用 ACKフレームは、上記実施形態 1一 7の 全てでなくてもよぐこのうちの複数であってもよい。

[0210] 〔実施形態 9〕

本実施形態では、送信局 1の伝送するデータが QOSデータであり、送信局 1がバ 一スト伝送を行うものである。

[0211] バースト伝送の場合、送信局 1の送信フレーム生成部 14は、変調部 15および送信 部 16を介して、生成した複数のフレームを連続的に送信するとともに、定期的に、ブ ロック ACKリクエストフレームを送信する。

[0212] 一方、受信局 2— iの受信フレーム判定部 22は、バースト伝送を行っている場合、ブ ロック ACKリクエストフレームを受信したときに、ブロック用 ACK生成開始信号を AC

Kフレーム生成部 24に、ブロック ACKリクエストフレームの受信完了時刻を送信時間 算出部 25に、判断開始信号を受信状態判断部 23に送る。なお、ブロック用 ACK生 成開始信号とは、ブロック ACKフレームの生成を開始させる旨の信号である。

[0213] 判断開始信号を受けた受信状態判断部 23は、上記実施形態と同様に、受信状態 を判断し、受信状態情報を ACKフレーム生成部 24に出力する。

[0214] また、ブロック ACKリクエストフレームの受信完了時刻を受けた送信時間算出部 25 は、該受信完了時刻に所定の間隔を加えた時間を送信時間として、該送信時間を A

CKフレーム生成部 24に出力する。

[0215] そして、ブロック用 ACK生成開始信号を受けた ACKフレーム生成部 24は、ブロッ ク ACKフレームを生成する。

[0216] 図 21は、本実施形態の ACKフレーム生成部 24が生成するブロック ACKフレーム の構成を示す図である。図 21に示されるように、 ACKフレーム生成部 24は、 BA(

Block Ack)用 MACヘッダ 702、ブロック ACKMSDU伝送情報部 703、全波受信状 態情報部 701、およびエラーチェックコード 704力、らなるブロック ACKフレームを生 成する。受信状態情報部 701は、上記実施形態 1の全波受信状態情報部 122と同 様である。

[0217] このように、受信局 2— iは、バースト伝送においても、受信状態情報を含むブロック ACKフレームを送信する。これにより、バースト伝送を行う本実施形態の通信システ ムは、容易に ABLを用いたデータの伝送を行うことができる。

[0218] なお、全波受信状態情報部 701は、上記実施形態 2— 7で説明したデータ用 ACK フレームの受信状態情報（例えば、受信状態情報部 402 ·412 · 511 · 501)であって あよい。

[0219] 〔実施形態 10〕

上記実施形態では、送信局 1と受信局 2— iとは、 MIMOを適用していない構成とし た。本実施形態の通信システムは、 MIMOを適用した場合のものである。なお、本実 施形態の通信システムは、バースト伝送を行わないものとする。

[0220] MIMOでは、図 24に示されるように、複数のアンテナで、データの送受信が行わ れる。すなわち、送信局 1の送信アンテナ数が P本、受信局 2— iの受信アンテナ数が Q本でかつ、それぞれの送信アンテナで別々のフレームを伝送することができる。な お、簡単のため、 P = Qとする。 [0221] 送信局 1が送信する受信状態要求フレームの大きさは比較的に小さい。そのため、 MIMOを用いた場合、送信局 1は、全てのアンテナで同じ受信状態要求フレームを 送信する。

[0222] また、同様に、受信局 2— iは、受信状態要求フレームに対する要求用 ACKフレー ムにつレ、ても、全てのアンテナから同じ ACKフレームを返信する。

[0223] これにより、受信状態要求フレームおよび受信状態情報を含む要求用 ACKフレー ムの送受信の信頼度を向上させることができる。

[0224] また、 MIMOおよび ABLを用いてデータフレームの伝送を行っている場合、送信 局 1の複数 (P個）の送信アンテナから伝送されたデータフレームに対して、受信局 2 一 iの複数（Q = P個）の送信アンテナから複数 (P個）の ACKフレームが同時に送信さ れる。

[0225] 受信局 2— iは、送信局 1の p番目の送信アンテナに対するデータ用 ACKフレームを 、受信局 2— iにおける p番目の送信アンテナから送信する。この場合、 ACKフレーム 生成部 24は、受信局 2— iの送信アンテナごとに、データ用 ACKフレームを生成する 。例えば、 p番目の送信アンテナに対して、 ACKフレーム生成部 24は、図 22 (a)に 示すようなデータ用 ACKフレームを生成する。図 22 (a)の受信状態情報部 801pは 、送信局 1の p番目の送信アンテナから送信された信号に対する受信局 2 - iでの受信 状態情報を示している。

[0226] このように、受信局 2— iの p番目の送信アンテナから送信されるデータ用 ACKフレ ームに含まれる受信状態情報は、送信局 1の p番目の送信アンテナから送信された 信号を基に受信状態判断部 23が生成した情報である。すなわち、送信局 1の各送信 アンテナに対する受信状態情報を、受信局 2— iにおける対応する送信アンテナでフ イードバックする。よって、 ABLのフィードバック時間は増えなレヽ。

[0227] 一方、データ用 ACKフレームの誤りによる情報の欠落を改善するため、受信局 2— i の全ての送信アンテナから同一のデータ用 ACKフレームを送信する方法もある。こ の場合、 ACKフレーム生成部 24が生成するデータ用 ACKフレームは、図 22 (b)で 示されるようになる。データ用 ACKフレームには、送信局 1における 1一 P番目の全て の送信アンテナに対する受信局 2— iでの受信状態の情報である受信状態情報部 80 2— 1一 802_Pが付加される。

[0228] また、図 22 (b)のデータ用 ACKフレームは、図 25 (c)に示すような、データフレー ムをシリアル/パラレル変換して複数のアンテナでデータフレームを伝送する MIM

Oの方式にも適用される。

[0229] なお、受信状態情報部 801pあるいは受信状態情報部 802—1 802—Pは、上記 実施形態 1一 7で説明したデータ用 ACKフレームの受信状態情報部 (例えば、受信 状態情報部 402 ·412 · 511 · 501)のいずれかである。

[0230] 〔実施形態 11〕

本実施形態の通信システムは、 ΜΙΜΟを適用し、かつ、バースト伝送を行うもので ある。

[0231] 上記実施形態 10と同様に、 ΜΙΜΟでは、複数のアンテナで、データの送受信が行 われる。すなわち、送信局 1の送信アンテナ数が Ρ本、受信局 2— iの受信アンテナ数 が Q本でかつ、それぞれの送信アンテナで別々のフレームを伝送することができる。 なお、簡単のため、 P = Qとする。

[0232] また、 MIMOおよび ABLを用いてバースト伝送を行っている場合においても、送信 局 1は、上記実施形態 9と同様に、定期的にブロック ACKリクエストフレームをそれぞ れの送信アンテナから伝送する。ブロック ACKリクエストフレームのフレーム長は比 較的小さいため、送信局 1は、全ての送信アンテナから同一のブロック ACKリクエスト を伝送する。

[0233] 受信局 2— iは、該ブロック ACKリクエストフレームに対して、 P個の送信アンテナから P個のブロック ACKフレームを同時に送信する。

[0234] 受信局 2— iは、送信局 1の p番目の送信アンテナに対するブロック ACKフレームを 、受信局 2— iにおける p番目の送信アンテナから送信する。この場合、 ACKフレーム 生成部 24は、受信局 2— iの送信アンテナごとに、ブロック ACKフレームを生成する。 例えば、 p番目の送信アンテナに対して、 ACKフレーム生成部 24は、図 23 (a)に示 すようなブロック ACKフレームを生成する。図 23 (a)の受信状態情報部 901pは、送 信局 1の p番目の送信アンテナから送信された信号に対する受信局 2— iでの受信状 態情報を示している。 [0235] このように、受信局 2— iの p番目の送信アンテナから送信されるブロック ACKフレー ムに含まれる受信状態情報は、送信局 1の p番目の送信アンテナから送信された信 号を基に受信状態判断部 23が生成した情報である。すなわち、送信局 1の各送信ァ ンテナに対する受信状態情報を、受信局 2— iにおける対応する送信アンテナでフィ ードバックする。よって、 ABLのフィードバック時間は増えない。

[0236] 一方、 ACKフレームの誤りによる情報の欠落を改善するため、受信局 2— iの全ての 送信アンテナから同一のブロック ACKフレームを送信する方法もある。この場合、 A CKフレーム生成部 24が生成するブロック ACKフレームは、図 23 (b)で示されるよう になる。ブロック ACKフレームには、送信局 1における 1一 P番目の全ての送信アン テナに対する受信局 2— iでの受信状態の情報である受信状態情報部 902— 1— 902 _Pが付加される。

[0237] また、図 23 (b)のブロック ACKフレームは、図 25 (c)に示すような、データフレーム をシリアル/パラレル変換して複数のアンテナでデータフレームを伝送する MIMO の方式にも適用される。

[0238] なお、受信状態情報部 901pあるいは受信状態情報部 902-1— 902-Pは、上記 実施形態 1一 7で説明したデータ用 ACKフレームの受信状態情報部 (例えば、受信 状態情報部 402 ·412 · 511 · 501)のいずれかである。

[0239] 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなぐ請求項に示した範囲で 種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適 宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

[0240] 最後に、送信局 1および受信局 2— iの各ブロックは、ハードウェアロジックによって構 成してもよいし、次のように CPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。

[0241] すなわち、送信局 1および受信局 2— iは、各機能を実現する制御プログラムの命令 を実行する CPU (central processing unit)、上記プログラムを格納した ROM (read only memory) ,上記プログラムを展開する RAM (random access memory)、上 ¾ΰフ口 グラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置 (記録媒体)などを備えてい る。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである送信局 1お よび受信局 2— iの制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コー ドプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を 、上記送信局 1および受信局 2-iに供給し、そのコンピュータほたは CPUや MPU) が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによつても、達 成可能である。

[0242] 上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッ ピー（登録商標）ディスク Zハードディスク等の磁気ディスクや CD—ROMZMO/M

DZDVD/CD—R等の光ディスクを含むディスク系、 ICカード（メモリカードを含む） /光カード等のカード系、あるいはマスク ROMZEPROM/EEPROMZフラッシ ュ ROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。

[0243] また、送信局 1および受信局 2— iを通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プロ グラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよレ、。この通信ネットワークとしては

、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、 LAN, IS DN、 VAN, CATV通信網、仮想専用網（virtual private network)、電話回線網、移 動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝 送媒体としては、特に限定されず、例えば、 IEEE1394、 USB、電力線搬送、ケー ブル TV回線、電話線、 ADSL回線等の有線でも、 IrDAやリモコンのような赤外線、 Bluetooth, 802. 11無線、 HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の 無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で 具現化された搬送波あるいはデータ信号列の形態でも実現され得る。

産業上の利用の可能性

[0244] 本発明の送信装置、受信装置、通信システムおよび通信方法によれば、容易に A BLを用いたデータ通信を行うことができる。よって、 ABLを用いる通信装置に適用す ること力 Sできる。

Claims

請求の範囲

[1] 受信装置に対してデータの送信を行う送信装置において、

前記受信装置が複数であり、

前記受信装置における受信状態に関する受信状態情報を、全ての受信装置に対 して一括して要求する受信状態要求フレームを生成する要求フレーム生成手段と、 前記要求フレーム生成手段が生成した受信状態要求フレームを各受信装置に送 信する送信手段と、

前記受信状態要求フレームに対して前記受信装置が返信した受信状態情報を基 に、データフレームの伝送速度を調整する変調手段とを備えることを特徴とする送信 装置。

[2] 前記要求フレーム生成手段は、受信状態要求フレームに、前記各受信装置が受信 状態情報を送信する送信時間を含めることを特徴とする請求項 1に記載の送信装置

[3] 受信装置に対してデータの送信を行う送信装置において、

前記受信装置に対して送信したデータフレームに対する応答フレームに、前記受 信装置が受信状態を表す受信状態情報を含め、

前記応答フレームの中の受信状態情報を基に、次に伝送するデータフレームの伝 送速度を調整する変調手段とを備えることを特徴とする送信装置。

[4] 前記データフレームは、 PLCPヘッダと、 MACヘッダと、 MSDU部とからなり、

PLCPヘッダは、 MACヘッダの伝送速度およびヘッダ長を含み、

MACヘッダは、 MSDU部の伝送速度およびフレーム長を含むことを特徴とする請 求項 3に記載の送信装置。

[5] 送信装置からデータフレームを受信する受信装置におレ、て、

前記送信装置が、受信状態を表す受信状態情報を要求するとともに、該受信状態 情報の返信順番を指定した受信状態要求フレームを送信し、

前記受信状態要求フレームの受信状態を基に、受信状態を表す受信状態情報を 生成する受信状態情報生成手段と、

前記返信順番と、応答フレームのフレーム長および伝送速度とを基に、前記受信 状態情報生成手段が生成した受信状態情報の送信時間を算出する送信時間算出 手段と、

前記送信時間算出手段が算出した送信時間に、前記受信状態情報生成手段が生 成した受信状態情報を送信装置に送信する送信手段とを備えることを特徴とする受 信装置。

[6] 送信装置からデータフレームを受信する受信装置におレ、て、

前記送信装置から送信されたデータフレームの受信状態を基に、受信状態を表す 受信状態情報を生成する受信状態情報生成手段と、

前記送信装置から送信されたデータフレームに対する応答フレームに、前記受信 状態情報生成手段が生成した受信状態情報を含める応答フレーム生成手段と、 前記応答フレーム生成手段が生成した応答フレームを前記送信装置に送信する 送信手段とを備えることを特徴とする受信装置。

[7] 前記受信状態情報が複数のパラメータからなり、

前記応答フレーム生成手段は、更新する必要がある更新パラメータと、該更新パラ メータを識別するパラメータ識別情報とを前記応答フレームに含めることを特徴とする 請求項 6に記載の受信装置。

[8] 前記応答フレーム生成手段は、前記パラメータ識別情報をビットマップで構成する ことを特徴とする請求項 6に記載の受信装置。

[9] 前記受信状態情報が複数のパラメータからなり、

前記応答フレーム生成手段は、前記パラメータを複数のグノレープに分割し、応答フ レームごとに順に、各グループに属するパラメータを含めることを特徴とする請求項 6 に記載の受信装置。

[10] 請求項 1または 2に記載の送信装置と、請求項 5に記載の受信装置とを備える通信 システム。

[11] 請求項 3または 4に記載の送信装置と、請求項 6 9の何れか 1項に記載の受信装 置とを備える通信システム。

[12] 送信装置と複数の受信装置との間でデータの送受信を行う通信方法において、 前記送信装置が、受信局における受信状態を、全ての受信局に対して一括して要 求する受信状態要求フレームを送信するステップと、

各受信装置が、上記受信状態要求フレームを受信し、 自局の受信状態を表す受信 状態情報を順に送信局に返信するステップと、

前記受信状態情報を基に、前記送信装置が受信装置に対して伝送するデータフ レームの伝送速度を調整するステップとを有することを特徴とする通信方法。

[13] 送信装置と受信装置との間でデータの送受信を行う通信方法において、

前記送信装置が、データフレームを送信するステップと、

受信装置が、上記データフレームに対する応答フレームに、 自局の受信状態を表 す受信状態情報を含め、該応答フレームを前記送信装置に返信するステップと、 前記受信状態情報を基に、前記送信装置が受信装置に対して次に伝送するデー タフレームの伝送速度を調整するステップとを有することを特徴とする通信方法。

[14] 請求項 1から 4のいずれ力、 1項に記載の送信装置を動作させる通信プログラムであ つて、コンピュータを上記の各手段として機能させるための通信プログラム。

[15] 請求項 5から 9のいずれ力 1項に記載の受信装置を動作させる通信プログラムであ つて、コンピュータを上記の各手段として機能させるための通信プログラム。

[16] 請求項 14あるいは 15に記載の通信プログラムを記録したコンピュータ読み取り可 能な記録媒体。