WO2016111194A1 - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

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WO2016111194A1
WO2016111194A1 PCT/JP2015/086185 JP2015086185W WO2016111194A1 WO 2016111194 A1 WO2016111194 A1 WO 2016111194A1 JP 2015086185 W JP2015086185 W JP 2015086185W WO 2016111194 A1 WO2016111194 A1 WO 2016111194A1
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transmission data
data
wireless communication
frame
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兵選 趙
克夫 柚木
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Kddi株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication apparatus and a wireless communication method using a wireless LAN communication system.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-722 for which it applied to Japan on January 6, 2015, and uses the content here.
  • WiMAX Time Division Duplex
  • operation is performed in an environment where there is no other wireless communication system that causes radio wave interference other than the wireless communication system operated by one communication carrier. Therefore, in a general frame configuration in WiMAX, a downlink data frame that transmits data in the direction from the base station to the wireless terminal, and an uplink data frame that transmits data in the direction from the wireless terminal to the base station, Are transmitted and received at a fixed frame length, a fixed number of subchannels, and a fixed transmission period.
  • the usable wireless bandwidth changes dynamically, and the time length of the transmission frame depends on the data size and the modulation rate of wireless communication. It has the feature of fluctuating. For this reason, considering that the available wireless bandwidth, the subcarrier used for OFDMA multiplexing, the size of the data transmitted to the wireless terminal, the modulation rate used for wireless communication, etc. dynamically change appropriately It is necessary to supplement the data length so that an OFDMA frame is constructed.
  • Patent Document 1 The technique described in Patent Document 1 is adopted in the wireless LAN IEEE802.11ac standard, and provides a technique for adjusting the frame length when data addressed to a plurality of wireless terminals is spatially multiplexed and simultaneously transmitted. Yes.
  • data complementing (MAC padding) in the MAC (Media Access Control) layer is used together with data complementing (PHY PAD) in the physical layer. For this reason, the technology of Patent Document 1 has poor communication efficiency.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus and a wireless communication method capable of efficiently performing data supplementation when transmitting data to a plurality of wireless terminals. .
  • a first aspect of the present invention is a wireless communication device that transmits data to a plurality of wireless terminals at the same timing.
  • the wireless communication device is calculated for each wireless terminal, and a supplement amount calculation unit that calculates a supplement amount that complements transmission data for each wireless terminal in a plurality of wireless terminals allocated by distributing a plurality of subcarriers.
  • a complement unit that complements transmission data with a supplement amount and a transmission unit that transmits transmission data supplemented to a plurality of wireless terminals using a plurality of subcarriers are provided.
  • the wireless communication device may further include a frame generation unit that generates a frame to be transmitted by multiplexing the transmission data supplemented to a plurality of wireless terminals.
  • the complementing unit may supplement the transmission data using a bit string (EOF) indicating the end of the frame.
  • the frame generation unit may use a MAC frame, a concatenated MAC frame, or both of these frames.
  • the supplement amount calculation unit calculates the supplement amount for supplementing the transmission data based on at least one of the number of usable subcarriers, the size of the transmission data addressed to each wireless terminal, the modulation degree of the transmission data, and the coding rate. May be.
  • the wireless communication apparatus may further include a control unit that performs carrier sense and determines the number of usable subcarriers. Further, the frame generation unit may generate an OFDMA frame.
  • the above wireless communication apparatus may function as an access point for the wireless LAN system.
  • the second aspect of the present invention is a wireless communication method for transmitting data to a plurality of wireless terminals at the same timing.
  • a supplement amount that complements transmission data is calculated for each wireless terminal in a plurality of wireless terminals that are allocated by distributing a plurality of subcarriers, and the transmission data is calculated with the supplement amount calculated for each wireless terminal.
  • the transmission data supplemented to a plurality of wireless terminals using a plurality of subcarriers is transmitted at the same timing.
  • a third aspect of the present invention is a storage medium that stores a program that causes a computer to execute the above wireless communication method.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a base station apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the base station apparatus 1 is an access point (AP) in a wireless LAN system.
  • the base station apparatus 1 may communicate data (for example, user data) with a plurality of wireless terminals (not shown).
  • the base station apparatus 1 multiplexes data by the OFDMA method to a plurality of wireless terminals and transmits them simultaneously.
  • the base station apparatus 1 includes a plurality of data frame buffer units 11 (that is, 11-1 to 11-N, where N is an integer of 2 or more), a bit complement amount calculation unit 12, and a plurality of bit complement units 13 (that is, 13-1 to 13-N), an OFDMA frame generation unit 14, a radio transmission / reception unit 15, a memory unit 16, a central control unit (CPU) 17, and an antenna 21.
  • the base station apparatus 1 includes other components necessary for the wireless LAN system, but detailed description thereof is omitted.
  • the number of data frame buffer units 11 and the number of bit complementing units 13 is the same (N), and they correspond to each other one to one. That is, a set of data frame buffer unit 11 and bit complementing unit 13 corresponds to one wireless terminal. That is, the base station apparatus 1 can support a maximum of N wireless terminals by N sets of data frame buffer units 11 and bit complementing units 13.
  • the data frame buffer unit 11 temporarily stores data to be transmitted to the wireless terminal.
  • the bit complement amount calculation unit 12 calculates a data supplement amount for data transmitted to the wireless terminal. In this embodiment, a bit complement amount is used as the data complement amount.
  • the bit complementing unit 13 supplements the transmission data temporarily stored in the data frame buffer unit 11 by the bit complementing amount calculated by the bit complementing amount calculating unit 12.
  • the OFDMA frame generation unit 14 generates an OFDMA frame using the transmission data supplemented by the bit complementation unit 13.
  • the OFDMA frame can include transmission data for a plurality of wireless terminals.
  • the wireless transmission / reception unit 15 wirelessly modulates the OFDMA frame generated by the OFDMA frame generation unit 14 and transmits it via the antenna 21.
  • the wireless transmission / reception unit 15 receives surrounding radio waves via the antenna 21 and identifies available wireless subchannels.
  • a specific method or standard for identifying an available radio subchannel follows the method or standard defined by the radio system used in the base station apparatus 1.
  • the antenna 21 converts the electrical signal (that is, a high-frequency signal to be transmitted) input from the wireless transmission / reception unit 15 into a radio wave and transmits it.
  • the antenna 21 converts the received radio wave into an electrical signal (that is, a high frequency signal) and outputs it to the wireless transmission / reception unit 15.
  • the memory unit 16 includes a storage device and stores various types of information.
  • the memory unit 16 includes a storage device that temporarily stores information or a storage device that stores information non-temporarily.
  • the central control unit 17 controls various processes executed in the base station apparatus 1.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of a data supplement processing procedure executed by the base station apparatus 1. Steps S1 to S4 executed by the base station apparatus 1 will be described. Step S3 includes steps S11 to S13.
  • Step S1 the central control unit 17 outputs a carrier sense instruction to the wireless transmission / reception unit 15.
  • the radio transmission / reception unit 15 performs carrier sense processing on the candidate radio channel used for radio transmission / reception, and returns the result to the central control unit 17.
  • the central control unit 17 determines the number of usable subcarriers based on the result of the carrier sense process.
  • the subcarrier is a plurality of subcarriers constituting a subchannel. Since the subcarriers are orthogonal to each other, they do not interfere with each other even if they are arranged adjacent to each other on the frequency axis.
  • the wireless transmission / reception unit 15 receives surrounding radio waves via the antenna 21 as carrier sense processing, and identifies unused and usable subchannels. Then, the wireless transmission / reception unit 15 notifies the central control unit 15 of the identification results of the subchannels that can be used as a result of the carrier sense process.
  • FIG. 3 shows an example of the result of carrier sense processing for a plurality of subchannels.
  • the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents frequency.
  • FIG. 3 shows four subchannels (that is, subchannels 1 to 4) having a bandwidth of 20 MHz.
  • the wireless transmission / reception unit 15 performs carrier sense processing with a bandwidth of 80 MHz. Then, as a result of receiving surrounding radio waves via the antenna 21, the wireless transceiver 15 determines that the subchannels 3 and 4 are being used by other wireless terminals (in use), while the subchannel 1 2 determines that it is not used (available) by other wireless terminals.
  • usable subchannels are identified based on the reception status at the base station apparatus 1, but the present invention is not limited to this.
  • subchannels that can be used (or cannot be used) in a wireless terminal that transmits an OFDMA frame from the base station apparatus 1 may be identified.
  • the wireless terminal transmits information identifying a usable (or unusable) subchannel to the base station apparatus 1.
  • the base station apparatus 1 identifies an available subchannel based on information transmitted from the wireless terminal. In the present embodiment, it is determined whether or not the sub-channel can be used according to the wireless LAN system rule, but other rules may be used.
  • the central control unit 17 determines the number of usable subcarriers SC total (where SC total is an integer equal to or greater than 1) based on the identification result of the available subchannels notified from the wireless transmission / reception unit 15. Note that the number of usable subcarriers is determined by the available subchannels and their arrangement, and the method for determining the number of usable subcarriers differs depending on the radio communication scheme used by the base station apparatus 1. In the result of the carrier sense processing shown in FIG. 3, the central control unit 17 determines the number of subcarriers included in the usable subchannels 1 and 2 as the usable subcarrier number SCtotal .
  • the data frame buffer unit 11 receives a MAC frame (that is, a MAC frame of the wireless LAN system) that is data to be transmitted to the wireless terminal from a subsequent device and temporarily holds the MAC frame. Then, the data frame buffer 11 specifies the size (that is, the data length b i ) of the transmission data (that is, temporarily stored data) addressed to the wireless terminal.
  • i (where i is an integer equal to or greater than 1)” indicates the i-th wireless terminal.
  • the data frame buffer unit 11 notifies the central control unit 17 of information indicating the destination of the transmission data and the data length bi.
  • the rear apparatus is, for example, an Internet interface connected to the base station apparatus 1.
  • the MAC frame which is transmission data addressed to the wireless terminal, is transmitted to the base station apparatus 1 from the succeeding apparatus.
  • the MAC frame header (frame header) includes the address information of the wireless terminal that is the destination of the transmission data. Then, the MAC frame is held in the data frame buffer unit 11 that is different for each address information included in the header of the MAC frame. That is, in this embodiment, N buffers (that is, data frame buffers 11-1 to 11-N) that can handle N different addresses are prepared, and up to N different destinations (addresses). Correspondingly, a plurality of MAC frames are temporarily held in a plurality of buffers.
  • a wireless LAN standard MAC frame is used as a data frame, but the present invention is not limited to this. For example, an aggregation frame obtained by concatenating MAC frames may be used, or a MAC frame and an aggregation frame may be mixed and used.
  • Step S3 The central control unit 17, by receiving a notification from the data frame buffer 11, obtains the temporarily holding information relating to the destination and the data length b i of the transmission data.
  • information relating to the modulation degree ml i and coding rate cr i to be used for radio transmission are stored in the memory unit 16 for the wireless terminal as a destination of the transmission data.
  • the central control unit 17 reads information stored in the memory unit 16.
  • the central control unit 17 determines the number of usable subcarriers SC total and sends it to the bit complement calculation unit 12. Further, the central control unit 17 sends information related to the data length b i , modulation degree ml i , and coding rate cr i of the transmission data to the bit complement amount calculation unit 12 for the wireless terminal that is the destination of the transmission data. Part or all of the above information may be handled as a set of information. For example, all information related to the destination (i-th wireless terminal) of transmission data may be handled as a set of information.
  • the central control unit 17 sends a bit complement amount calculation instruction to the bit complement amount calculation unit 12. Note that the degree of modulation ml i and the coding rate cr i are determined by the communication quality immediately before data transmission, but any determination method may be used for these values.
  • the bit complement amount calculation unit 12 calculates the bit complement amount bpad i of the transmission frame for each wireless terminal based on the information provided from the central control unit 17. Then, the bit complement amount calculation unit 12 notifies the bit complement amount bpad i calculated for each wireless terminal to the bit complement unit 13 corresponding to each wireless terminal.
  • Step S4 Based on the bit complement amount bpad i notified from the bit complement amount calculation unit 12, the bit complement unit 13 determines the number of bits corresponding to the bit complement amount bpad i for the data sequence of the MAC frame transmitted to the wireless terminal.
  • the transmission data is complemented by adding data.
  • EOF End Of Frame
  • EOF End Of Frame
  • the frame is filled (padded) with EOF.
  • the OFDMA frame generation unit 14 modulates the frame after complementing the transmission data addressed to the wireless terminal received from the bit complementation unit 13 using a predetermined modulation degree ml i and a coding rate cr i . Then, the number OFDMA frame generation unit 14 that is assigned the transmission data after modulation to the radio terminal to the radio terminal (i.e., SC i) superimposed on subcarriers to generate the OFDMA frame.
  • the OFDMA frame generation unit 14 generates an OFDMA frame and sends it to the wireless transmission / reception unit 15.
  • the OFDMA frame is obtained by performing OFDMA multiplexing after adjusting the length of the data frame addressed to the wireless terminal by complementation, and the wireless transmitting / receiving unit 15 transmits a plurality of data frames simultaneously.
  • the number of subcarriers assigned to each wireless terminal (SC i ), the degree of modulation ml i, and the coding rate cr i are reported to the OFDMA frame generation unit 14 from the bit complement calculation unit 12 or the central control unit 17, respectively. For example, all of the above numerical values may be notified from the bit complement amount calculation unit 12 to the OFDMA frame generation unit 14. Alternatively, the number of subcarriers (SC i ) is notified from the bit complement calculation unit 12 to the OFDMA frame generation unit 14, and the degree of modulation ml i and the coding rate cr i are notified from the central control unit 17 to the OFDMA frame generation unit 14. May be.
  • the wireless transmission / reception unit 15 wirelessly modulates the OFDMA frame input from the OFDMA frame generation unit 14 and transmits it wirelessly through the antenna 21.
  • the central control unit 17 controls the transmission timing by sending a transmission instruction to the wireless transmission / reception unit 15.
  • the transmission timing is determined in accordance with the wireless LAN method, but the transmission timing may be arbitrarily determined.
  • step S3 the bit complement amount calculation unit 12 calculates the bit complement amount bpad i .
  • the bit complement amount calculation unit 12 calculates the number of subcarriers SC i used when transmitting data to the wireless terminal.
  • N the total number of wireless terminals to which data is simultaneously transmitted.
  • the bit complement calculation unit 12 superimposes data addressed to N radio terminals on SC total (that is, the number of usable subcarriers) subcarriers assigned to each radio terminal.
  • the number SC i ′ is calculated by equation (1).
  • the degree of modulation ml i , the coding rate cr i , the data length b i of transmission data, and the number of available subcarriers SC total are used.
  • the bit interpolation amount calculation unit 12 ⁇ (b i ⁇ c r i ) / (ml i ⁇ SC i ′) ⁇ for each wireless terminal until the remaining number SC rest of available subcarriers becomes zero. Calculate the value. Then, among all the wireless terminals, “1” is added to the number of subcarriers SC i ′ allocated to the wireless terminal having the maximum value, and SC i ′ is updated, and “1” is updated from SC rest. Subtract.
  • the bit interpolation amount calculation unit 12 selects any one wireless terminal in a preset order or a random order.
  • SC i is the number of subcarriers assigned when transmitting data to the i-th wireless terminal.
  • SC i is the number of subcarriers assigned when transmitting data to the i-th wireless terminal.
  • Step S12 The bit complement amount calculation unit 12 calculates the required number of time slots SL i for the OFDMA time slots. First, the bit complement amount calculation unit 12 calculates the encoded data length (that is, the bit length) b i -After using the data length b i of the transmission data and the encoding rate cr i according to Equation (3).
  • the bit complement amount calculation unit 12 uses the equation (4) to calculate the number of OFDMA time slots (required number of time slots) necessary for transmitting the encoded data length b i-After data for each wireless terminal. to calculate the SL i.
  • roundup represents an operation for rounding up the number of digits of a numerical value to one place.
  • the bit complement calculation unit 12 sets SL max as the maximum required time slot number SL i among all the wireless terminals.
  • the bit complement amount calculation unit 12 calculates a bit complement amount (bit number) bpad i necessary to fill the number of subcarriers SC i and the required number of time slots SL i .
  • the bit complement amount calculation unit 12 calculates a data length (number of bits) Pad i-Before which is insufficient when (SC i ⁇ SL max ⁇ ml i ) is filled with bi -After according to Equation (5).
  • bit complement amount calculation unit 12 calculates the required bit complement amount bpad i by multiplying the data length Pad i-Before calculated by the equation (6) by the encoding rate cr i .
  • FIG. 4 shows an example of a frame of transmission data supplemented before performing OFDMA modulation.
  • the number of subcarriers SC total that can be used by the base station apparatus 1 is 18, and the number N of wireless terminals that are destinations of transmission data is four.
  • SC 3 ( 7)
  • Subcarriers are assigned
  • the required number of time slots SL max is ten.
  • transmission data addressed to a wireless terminal is arranged in a predetermined data string direction on subcarriers, and a predetermined number of bits are filled in a portion where data is insufficient in each subcarrier.
  • FIG. 4 shows portions (padding portions 111 to 114) filled with a predetermined number of bits.
  • a plurality of rectangles are arranged for the available subcarriers SC1 to SC4, but one rectangle represents one subcarrier symbol (OFDMA symbol).
  • padding sections 111 to 114 adjusted in units of bits smaller than one symbol are provided.
  • FIGS. 5A and 5B effects of the base station apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.
  • an exchange procedure of an acknowledgment signal (ACK) for confirming that transmission data has been normally received on the wireless terminal side is not considered and is omitted.
  • ACK acknowledgment signal
  • FIG. 5A shows an example of the time required for data transmission according to the comparative example.
  • This comparative example corresponds to the prior art.
  • data cannot be transmitted simultaneously to a plurality of wireless terminals without using the MU-MIMO (Multi User-Multi Input Multi Output) spatial multiplexing technique.
  • MU-MIMO Multi User-Multi Input Multi Output
  • the time for contention adjustment between the carrier sense and other wireless terminals exists as overhead, and therefore data is transmitted to a plurality of wireless terminals. The effect of waiting for data transmission to other wireless terminals was significant.
  • the inter-frame contention adjustment time (IFS: Inter Frame Space) is 50 microseconds on average, and the frame time length transmitted to each wireless terminal is 50 microseconds on average. When the total number of wireless terminals is 8, it takes 800 microseconds as the total required time to complete data transmission to all wireless terminals.
  • To1 to To8 indicate frames transmitted to the first wireless terminal to the eighth wireless terminal.
  • FIG. 5B shows the time required for data transmission according to the present embodiment.
  • the frame contention adjustment time IFS
  • IFS the frame contention adjustment time
  • the time length of a frame transmitted to each wireless terminal is 250 microseconds on average.
  • To1 to To8 indicate frames transmitted to the first wireless terminal to the eighth wireless terminal.
  • the base station apparatus 1 it is possible to adjust the data length of transmission data by performing supplementation necessary for transmitting an OFDMA frame.
  • the base station apparatus 1 according to the present embodiment even if the usable bandwidth, the number of wireless terminals that are transmission data destinations, or the size (data length) of transmission data changes dynamically, a plurality of wireless terminals The addressed data can be multiplexed and transmitted simultaneously in the same OFDMA frame.
  • the base station apparatus 1 according to the present embodiment can efficiently perform data complementation when transmitting data to a plurality of wireless terminals.
  • a wireless communication device (base station device 1) transmits data to a plurality of wireless terminals at the same timing, and is provided in a plurality of wireless terminals allocated by distributing a plurality of subcarriers.
  • a complement amount calculation unit (bit complement amount calculation unit 12) that calculates a complement amount (bit complement amount) for complementing transmission data for each wireless terminal, and a supplement amount calculated for each wireless terminal are used to supplement the transmission data.
  • a complementing unit (bit complementing units 13-1 to 13-N) and a transmitting unit (wireless transmitting / receiving unit 15) for transmitting transmission data supplemented to a plurality of wireless terminals using a plurality of subcarriers are provided.
  • the wireless communication apparatus further includes a frame generation unit (OFDMA frame generation unit 14) that generates a frame to be transmitted by multiplexing transmission data supplemented to a plurality of wireless terminals.
  • the complement unit supplements transmission data using a bit string (EOF) indicating the end of the frame.
  • the wireless communication apparatus uses a MAC frame, a concatenated MAC frame, or both of these frames.
  • the supplement amount calculation unit is based on at least one of the number of usable subcarriers, the size of transmission data addressed to each wireless terminal (data length), the modulation degree of transmission data, and the coding rate. To calculate the amount of supplement that complements the transmitted data.
  • the wireless communication apparatus further includes a control unit (central control unit 17) that determines the number of usable subcarriers by performing carrier sense.
  • carrier sense is performed to identify usable subchannels and determine usable subcarriers.
  • the present invention is not limited to this.
  • the available subcarriers may be directly identified by carrier sense.
  • the wireless communication apparatus uses the OFDMA method.
  • the wireless communication device is an access point for the wireless LAN system.
  • a supplement amount for complementing transmission data is calculated for each wireless terminal in a plurality of wireless terminals allocated by distributing a plurality of subcarriers, and the supplement amount calculated for each wireless terminal
  • the transmission data is supplemented by using the plurality of subcarriers, and the transmission data supplemented to the plurality of wireless terminals is transmitted at the same timing.
  • the program for realizing the function of the wireless communication apparatus may be stored in a computer-readable storage medium.
  • the computer system reads the program from the storage medium and executes it to implement the above functions.
  • the “computer system” may include an operating system (OS) or peripheral hardware.
  • the “computer-readable storage medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a DVD, and a storage such as a hard disk built in a computer system. Refers to the device.
  • the “computer-readable storage medium” includes a volatile memory (for example, a computer system serving as a server or a client used when transmitting a program via a network such as the Internet, a telephone line, and a communication line (for example, DRAM that holds a program for a certain period of time, such as a DRAM.
  • the above program may be transmitted from a storage medium of a computer system to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium.
  • a “transmission medium” for transmitting a program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet, a telephone line, and a communication line.
  • the above program may be for realizing a part of the functions described above.
  • the program may be a so-called difference file (difference program) that realizes the above-described functions in combination with a program already stored in the computer system.
  • the present invention performs data complementation for OFDMA frames when transmitting data from a wireless LAN base station apparatus to a plurality of wireless terminals using a plurality of subcarriers. It can also be applied to the method.

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Abstract

　無線通信装置は、同一のタイミングで複数の無線端末に対してデータを送信する。無線通信装置は、複数のサブキャリアを分配して割り当てられる複数の無線端末内の各無線端末毎に送信データを補完する補完量を計算する補完量計算部と、各無線端末毎に計算された補完量で送信データを補完する補完部と、複数のサブキャリアを用いて複数の無線端末宛に補完された送信データを送信する送信部とを具備する。また、無線通信装置は複数の無線端末宛に補完された送信データを多重して送信するフレーム（例えば、ＯＦＤＭＡフレーム）を生成するフレーム生成部を更に具備する。更に、補完量計算部はキャリアセンスにより決定された利用可能なサブキャリア数に基づいて補完量を計算する。

Description

無線通信装置および無線通信方法
　本発明は、無線ＬＡＮ通信方式による無線通信装置および無線通信方法に関する。
　本願は２０１５年１月６日に日本国に出願された特願２０１５－７２２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、携帯電話端末などのユーザ端末がデータ通信を移動しながら行なう技術（即ち、移動無線データ通信技術）が開発されており、様々な無線通信方式の技術革新がなされて実用化されている。近年、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）技術を用いたＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式やＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ　Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式といった第４世代のデータ通信を高速化した通信規格が主流となっている。
　また、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの情報端末に搭載された無線ＬＡＮ通信方式ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ　ｗｉｔｈ　Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式を用いた基地局との通信手順を基本として発達してきている。そして、無線ＬＡＮ通信方式の規格を策定しているＩＥＥＥ８０２．１１作業委員会は高効率にデータ通信を行うことを実現するために、現状のＣＳＭＡ／ＣＡを基本とした無線ＬＡＮ通信方式に対してＯＦＤＭＡ技術を適用することを検討し始めている。
　無線ＬＡＮにＯＦＤＭＡ技術を適用する場合、同一の周波数チャンネルでタイミングを異ならして送信および受信を行なうＷｉＭＡＸのようなＴＤＤ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｄｕｐｌｅｘ）型のＯＦＤＭＡ方式を参考とすることができる。ＷｉＭＡＸの場合、一つの通信事業者が運用する無線通信システム以外に電波干渉となる他の無線通信システムが存在しない環境下で運用される。このため、ＷｉＭＡＸにおける一般的なフレーム構成では、基地局から無線端末への方向にデータを送信する下り方向のデータフレームと、無線端末から基地局の方向にデータを送信する上り方向のデータフレームとを、それぞれ一定のフレーム長、一定のサブチャンネル数、および一定の送信周期で送受信する。
米国特許第８，４００，９６８号公報
　しかし、無線ＬＡＮシステムではＣＳＭＡ／ＣＡを基本にしたアクセス手順を採用しているため、使用可能な無線帯域幅が動的に変化し、送信フレームの時間長がデータサイズや無線通信の変調レートによって変動するという特徴がある。このため、使用可能な無線帯域幅、ＯＦＤＭＡ多重に使用するサブキャリア、無線端末に送信するデータのサイズ、および無線通信に使用する変調レートなどが動的に変化することを考慮して、適切にＯＦＤＭＡ方式のフレームが構成されるようにデータ長を補完する必要がある。
　特許文献１に記載された技術は、無線ＬＡＮ方式のＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格に採用されており、複数の無線端末宛のデータを空間多重して同時送信するときのフレーム長を整える手法を提供している。特許文献１では、図４に示されるように、物理層でのデータ補完（ＰＨＹ　ＰＡＤ）とともにＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）層でのデータ補完（ＭＡＣ　Ｐａｄｄｉｎｇ）を併用している。このため、特許文献１の技術は通信効率が悪かった。
　本発明は上述の事情を考慮してなされたもので、複数の無線端末にデータを送信するときに効率良くデータ補完を行なうことができる無線通信装置および無線通信方法を提供することを目的とする。
　本発明の第１の態様は、同一のタイミングで複数の無線端末に対してデータを送信する無線通信装置である。無線通信装置は、複数のサブキャリアを分配して割り当てられる複数の無線端末内の各無線端末毎に送信データを補完する補完量を計算する補完量計算部と、各無線端末毎に計算された補完量で送信データを補完する補完部と、複数のサブキャリアを用いて複数の無線端末宛に補完された送信データを送信する送信部とを具備する。
　上記において、無線通信装置は、複数の無線端末宛に補完された送信データを多重して送信するフレームを生成するフレーム生成部を更に具備してもよい。また、補完部はフレームの終端を示すビット列（ＥＯＦ）を用いて送信データを補完してもよい。また、フレーム生成部はＭＡＣフレーム、連結したＭＡＣフレーム、或いは、これらの両方のフレームを用いてもよい。また、補完量計算部は利用可能なサブキャリアの数、各無線端末宛の送信データのサイズ、送信データの変調度および符号化レートの少なくとも１つに基づいて送信データを補完する補完量を計算してもよい。無線通信装置は、キャリアセンスを行って利用可能なサブキャリアの数を決定する制御部を更に具備してもよい。また、フレーム生成部はＯＦＤＭＡフレームを生成するようにしてもよい。上記の無線通信装置は無線ＬＡＮシステムのアクセスポイントとして機能してもよい。
　本発明の第２の態様は、同一のタイミングで複数の無線端末に対してデータを送信する無線通信方法である。無線通信方法では、複数のサブキャリアを分配して割り当てられる複数の無線端末内の各無線端末毎に送信データを補完する補完量を計算し、各無線端末毎に計算された補完量で送信データを補完し、複数のサブキャリアを用いて複数の無線端末宛に補完された送信データを同一のタイミングで送信する。
　本発明の第３の態様は、コンピュータに上記の無線通信方法を実行させるプログラムを記憶した記憶媒体である。
　本発明によれば、無線ＬＡＮシステムにＯＦＤＭＡ方式を適用して複数のサブキャリアを用いて複数の無線端末宛に送信データ（ＯＦＤＭＡフレーム）を送信する際に効率良く補完を行なうことができる。
本発明の一実施例に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。 基地局装置が実行するデータ補完処理手順の一例を示すフローチャートである。 複数のサブチャンネルについてのキャリアセンス処理の結果の一例を示す図である。 ＯＦＤＭＡ変調を実行する前に補完された送信データのフレームの一例を示す図である。 比較例に係るデータ送信に要する所要時間の一例を示す図である。 本実施例に係るデータ送信に要する所要時間を示す図である。
　図１は、本発明の一実施例に係る基地局装置１の構成を示すブロック図である。基地局装置１は、無線ＬＡＮシステムのおけるアクセスポイント（ＡＰ）である。基地局装置１は、複数の無線端末（不図示）との間でデータ（例えば、ユーザデータ）を通信することがある。基地局装置１は、複数の無線端末に対してＯＦＤＭＡ方式でデータを多重して同時に送信する。
　基地局装置１は、複数のデータフレームバッファ部１１（即ち、１１－１～１１－Ｎ、但し、Ｎは２以上の整数）、ビット補完量計算部１２、複数のビット補完部１３（即ち、１３－１～１３－Ｎ）、ＯＦＤＭＡフレーム生成部１４、無線送受信部１５、メモリ部１６、中央制御部（ＣＰＵ）１７、およびアンテナ２１を具備する。尚、基地局装置１は無線ＬＡＮシステムに必要な他の構成要素を具備するが、その詳細な説明を省略する。
　本実施例では、データフレームバッファ部１１とビット補完部１３とが同数（Ｎ個）であり、互いに１対１に対応している。即ち、一組のデータフレームバッファ部１１とビット補完部１３が１個の無線端末に対応する。即ち、基地局装置１はＮ組のデータフレームバッファ部１１とビット補完部１３により最大でＮ個の無線端末に対応することが可能である。
　データフレームバッファ部１１は無線端末に対して送信するデータを一時的に保存する。ビット補完量計算部１２は無線端末に対して送信するデータについてデータ補完量を計算する。本実施例では、データ補完量としてビット補完量が用いられる。ビット補完部１３はデータフレームバッファ部１１に一時的に保存された送信データに対してビット補完量計算部１２により計算されたビット補完量だけ補完する。
　ＯＦＤＭＡフレーム生成部１４は、ビット補完部１３により補完された送信データを用いてＯＦＤＭＡフレームを生成する。当該ＯＦＤＭＡフレームには複数の無線端末に対する送信データを含めることができる。
　無線送受信部１５は、ＯＦＤＭＡフレーム生成部１４により生成されたＯＦＤＭＡフレームを無線変調してアンテナ２１を介して送信する。また、無線送受信部１５はアンテナ２１を介して周囲の電波を受信して、利用可能な無線サブチャンネルを識別する。本実施例では、利用可能な無線サブチャンネルを識別する具体的な方法や基準については基地局装置１で使用する無線方式で定められた方法や基準に従うものとする。
　アンテナ２１は、無線送受信部１５から入力された電気信号（即ち、送信対象となる高周波信号）を電波に変換して送信する。また、アンテナ２１は受信した電波を電気信号（即ち、高周波信号）に変換して無線送受信部１５に出力する。
　メモリ部１６は、記憶装置を具備して各種の情報を記憶する。尚、メモリ部１６は情報を一時的に記憶する記憶装置、或いは、情報を非一時的に記憶する記憶装置を具備する。
　中央制御部１７は、基地局装置１において実行される各種の処理を制御する。
　図２は、基地局装置１が実行するデータ補完処理手順の一例を示すフローチャートである。基地局装置１が実行するステップＳ１乃至Ｓ４について説明する。尚、ステップＳ３にはステップＳ１１乃至Ｓ１３が含まれる。
（ステップＳ１）
　先ず、中央制御部１７は無線送受信部１５に対してキャリアセンスの指示を出力する。無線送受信部１５は、無線送受信に使用する無線チャンネルの候補にてキャリアセンス処理を実行し、その結果を中央制御部１７へ返送する。中央制御部１７は、キャリアセンス処理の結果に基づいて、利用可能なサブキャリアの数を決定する。ここで、サブキャリアとはサブチャンネルを構成する複数の副搬送波のことである。それぞれのサブキャリアは互いに直交するため、周波数軸上で隣接して並べられても互いに干渉しない。
　具体的には、無線送受信部１５はキャリアセンス処理としてアンテナ２１を介して周囲の電波を受信して、未使用で利用可能なサブチャンネルを識別する。そして、無線送受信部１５はキャリアセンス処理の結果として利用可能なサブチャンネルの識別結果を中央制御部１５に通知する。
　図３は、複数のサブチャンネルについてのキャリアセンス処理の結果の一例を示す。図３において、横軸は時間を表し、縦軸は周波数を表す。図３には、２０ＭＨｚの帯域幅を有する４個のサブチャンネル（即ち、サブチャンネル１～４）を示している。無線送受信部１５は、８０ＭＨｚの帯域幅でキャリアセンス処理を実行する。そして、無線送受信部１５は、アンテナ２１を介して周囲の電波を受信した結果、サブチャンネル３、４が他の無線端末によって使用されていること（使用中）を判定し、一方、サブチャンネル１、２は他の無線端末に使用されていないこと（利用可能）を判定する。
　本実施例では、基地局装置１での受信状況に基づいて利用可能なサブチャンネルを識別するが、これに限定されるものではない。本実施例の変形例として、基地局装置１からＯＦＤＭＡフレームを送信する無線端末において利用可能（又は、利用不可能）なサブチャンネルを識別するようにしてもよい。この場合、無線端末は利用可能（又は、利用不可能）なサブチャンネルを識別する情報を基地局装置１に送信する。基地局装置１は、無線端末から送信された情報に基づいて、利用可能なサブチャンネルを識別する。尚、本実施例では無線ＬＡＮ方式の規定に従ってサブチャンネルが利用可能か否かを判定するが、他の規定を用いてもよい。
　中央制御部１７は、無線送受信部１５から通知された利用可能なサブチャンネルの識別結果に基づいて、利用可能なサブキャリアの数ＳＣｔｏｔａｌ（但し、ＳＣｔｏｔａｌは１以上の整数）を決定する。尚、利用可能なサブキャリアの数は利用可能なサブチャンネルとその配置によって決定され、基地局装置１が使用する無線通信方式によって利用可能なサブキャリア数の決定方法が異なる。図３に示すキャリアセンス処理の結果では、中央制御部１７は利用可能なサブチャンネル１、２に含まれるサブキャリアの数を利用可能なサブキャリア数ＳＣｔｏｔａｌとして決定する。
（ステップＳ２）
　データフレームバッファ部１１は、無線端末に送信するデータであるＭＡＣフレーム（即ち、無線ＬＡＮシステムのＭＡＣフレーム）を後位の装置から受信して一時的に保持する。そして、データフレームバッファ１１は無線端末宛の送信データ（即ち、一時的に保持したデータ）のサイズ（即ち、データ長bｉ）を特定する。ここで、「ｉ（但し、ｉは１以上の整数）」はｉ番目の無線端末を示す。データフレームバッファ部１１は、送信データの宛先およびデータ長ｂｉを示す情報を中央制御部１７に通知する。後位の装置とは、例えば、基地局装置１に接続されたインターネットのインタフェースなどである。無線端末宛の送信データであるＭＡＣフレームは、後位の装置から基地局装置１に送信される。
　本実施例では、ＭＡＣフレームのヘッダ（フレームヘッダ）に送信データの宛先となる無線端末のアドレス情報が含まれる。そして、ＭＡＣフレームのヘッダに含まれるアドレス情報毎に異なるデータフレームバッファ部１１に当該ＭＡＣフレームを保持する。つまり、本実施例ではＮ個の異なるアドレスに対応可能なＮ個のバッファ（即ち、データフレームバッファ１１－１～１１－Ｎ）が用意されており、最大でＮ個の異なる宛先（アドレス）に対応して複数のＭＡＣフレームを複数のバッファに一時的に保持する。尚、本実施例ではデータフレームとして無線ＬＡＮ規格のＭＡＣフレームが用いられるが、これに限定されるものではない。例えば、ＭＡＣフレームを連結したアグリゲーションフレームを用いてもよく、或いは、ＭＡＣフレームとアグリゲーションフレームとを混合して用いてもよい。
（ステップＳ３）
　中央制御部１７は、データフレームバッファ１１から通知を受けることで、一時的に保持した送信データの宛先やデータ長ｂｉに係る情報を取得する。本実施例では、送信データの宛先となる無線端末について無線送信に使用すべき変調度ｍｌｉおよび符号化レートｃｒｉに係る情報がメモリ部１６に保存されている。中央制御部１７は、メモリ部１６に記憶された情報を読み出す。
　中央制御部１７は、利用可能なサブキャリア数ＳＣｔｏｔａｌを決定してビット補完量計算部１２へ送出する。また、中央制御部１７は送信データの宛先となる無線端末について当該送信データのデータ長ｂｉ、変調度ｍｌｉ、および符号化レートｃｒｉに係る情報をビット補完量計算部１２へ送出する。上記の情報の一部又は全部は一組の情報として扱ってもよい。例えば、送信データの宛先（ｉ番目の無線端末）に関する全ての情報を一組の情報として扱ってもよい。中央制御部１７は、ビット補完量計算部１２に対してビット補完量の計算指示を送出する。尚、変調度ｍｌｉおよび符号化レートｃｒｉはデータ送信の直前の通信品質によって決定されるが、これらの値については任意の決定方法を用いてもよい。
　上記の計算指示に従って、ビット補完量計算部１２は中央制御部１７から提供された情報に基づいて、各無線端末について送信フレームのビット補完量ｂｐａｄｉを計算する。そして、ビット補完量計算部１２は各無線端末について計算したビット補完量ｂｐａｄｉを各無線端末に対応するビット補完部１３に通知する。
（ステップＳ４）
　ビット補完部１３は、ビット補完量計算部１２から通知されたビット補完量ｂｐａｄｉに基づいて、無線端末宛に送信するＭＡＣフレームのデータ列に対してビット補完量ｂｐａｄｉに応じたビット数のデータを付加することで送信データを補完する。本実施例では、データ補完の方法として、フレームの終端を示すビット列であるＥＯＦ（Ｅｎｄ　Ｏｆ　Ｆｒａｍｅ）をビット補完量ｂｐａｄｉに応じたビット数の部分に用いる。つまり、本実施例ではＥＯＦによりフレームを埋める（パディングする）。無線端末は、ＥＯＦを識別すると、それ以降のデータビットを解析する必要が無いと判定する。尚、他のビット補完の方法を用いてもよい。
　ＯＦＤＭＡフレーム生成部１４は、ビット補完部１３から受け取った無線端末宛の送信データの補完後のフレームに所定の変調度ｍｌｉおよび符号化レートｃｒｉを用いて変調を施す。そして、ＯＦＤＭＡフレーム生成部１４は無線端末宛の変調後の送信データを当該無線端末に割り当てられた個数（即ち、ＳＣｉ）のサブキャリアに重畳してＯＦＤＭＡフレームを生成する。ＯＦＤＭＡフレーム生成部１４は、ＯＦＤＭＡフレームを生成して無線送受信部１５に送出する。ＯＦＤＭＡフレームは無線端末宛のデータフレームの長さを補完により調整した後にＯＦＤＭＡ多重したものとなり、無線送受信部１５は複数のデータフレームを同時に送信するものとなる。
　各無線端末に割り当てられたサブキャリアの個数（ＳＣｉ）、変調度ｍｌｉおよび符号化レートｃｒｉはそれぞれビット補完量計算部１２或いは中央制御部１７からＯＦＤＭＡフレーム生成部１４に通知される。例えば、上記の数値の全てがビット補完量計算部１２からＯＦＤＭＡフレーム生成部１４に通知されてもよい。或いは、サブキャリアの個数（ＳＣｉ）がビット補完量計算部１２からＯＦＤＭＡフレーム生成部１４に通知され、変調度ｍｌｉおよび符号化レートｃｒｉが中央制御部１７からＯＦＤＭＡフレーム生成部１４に通知されてもよい。
　無線送受信部１５は、ＯＦＤＭＡフレーム生成部１４から入力したＯＦＤＭＡフレームを無線変調してアンテナ２１を介して空中に無線で送信する。中央制御部１７は、送信指示を無線送受信部１５に送出することで送信タイミングを制御する。本実施例では、無線ＬＡＮ方式の規定に従って送信タイミングを決定するが、任意に送信タイミングを決定してもよい。
　次に、図２に示すステップＳ３の詳細な処理（即ち、ステップＳ１１乃至Ｓ１３）について説明する。ステップＳ３では、ビット補完量計算部１２がビット補完量ｂｐａｄｉを計算する。
（ステップＳ１１）
　ビット補完量計算部１２は、無線端末にデータ送信する際に使用するサブキャリアの個数ＳＣｉを計算する。ここで、同時にデータ送信する対象となる無線端末の総数がＮ個であるとする。
　先ず、ビット補完量計算部１２はＮ個の無線端末宛のデータをＳＣｔｏｔａｌ（即ち、利用可能なサブキャリアの数）個のサブキャリアに重畳する際に、各無線端末に割り当てられるサブキャリアの数ＳＣｉ´を式（１）により計算する。式（１）では、変調度ｍｌｉ、符号化レートｃｒｉ、送信データのデータ長ｂｉ、および利用可能なサブキャリアの数ＳＣｔｏｔａｌが用いられている。式（１）において|ｘ|はｘ未満の最大の整数を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　また、利用可能なサブキャリアの残りの数ＳＣｒｅｓｔは式（２）により計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　次に、ビット補完量計算部１２は利用可能なサブキャリアの残りの数ＳＣｒｅｓｔがゼロになるまで、各無線端末についての{（ｂｉ×ｃｒｉ）／（ｍｌｉ×ＳＣｉ´）}値を計算する。そして、全ての無線端末のうちで当該値が最大となる無線端末に割り当てられるサブキャリアの数ＳＣｉ´に「１」を加算してＳＣｉ´を更新するとともに、ＳＣｒｅｓｔから「１」を減算する。ここで、２個以上の無線端末について上記の値が同一である場合には、ビット補完量計算部１２は予め設定された順序またはランダムな順序でいずれか１個の無線端末を選択する。
　これにより、各無線端末に割り当てられるサブキャリアの数ＳＣｉ´が得られ、ビット補完量計算部１２はＳＣｉ´をＳＣｉとして確定する。ここで、ＳＣｉはｉ番目の無線端末にデータを送信する際に割り当てられるサブキャリアの数である。上記のように、複数のサブキャリアが分配されて複数の無線端末に割り当てられるため、各無線端末に割り当てられるサブキャリアの数が変動し得る。
（ステップＳ１２）
　ビット補完量計算部１２は、ＯＦＤＭＡのタイムスロットについて所要のタイムスロットの数ＳＬｉを計算する。先ず、ビット補完量計算部１２は式（３）により送信データのデータ長ｂｉおよび符号化レートｃｒｉを用いて符号化後のデータ長（即ち、ビット長）ｂｉ―Ａｆｔｅｒを計算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　次に、ビット補完量計算部１２は式（４）により各無線端末について符号化後のデータ長ｂｉ―Ａｆｔｅｒのデータを送信するために必要なＯＦＤＭＡのタイムスロット数（所要のタイムスロット数）ＳＬｉを計算する。式（４）において、ｒｏｕｎｄｕｐは数値の桁数を１の位に切り上げる演算を表す。ビット補完量計算部１２は、全ての無線端末のうちで所要のタイムスロット数ＳＬｉが最大のものをＳＬｍａｘとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
（ステップＳ１３）
　ビット補完量計算部１２は、サブキャリアの数ＳＣｉおよび所要のタイムスロットの数ＳＬｉを埋めるために必要なビット補完量（ビット数）ｂｐａｄｉを計算する。
　先ず、ビット補完量計算部１２は式（５）により（ＳＣｉ×ＳＬｍａｘ×ｍｌｉ）をｂｉ－Ａｆｔｅｒで埋めた場合に不足するデータ長（ビット数）Ｐａｄｉ－Ｂｅｆｏｒｅを計算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　次に、ビット補完量計算部１２は式（６）により計算されたデータ長Ｐａｄｉ－Ｂｅｆｏｒｅに符号化レートｃｒｉを乗算して所要のビット補完量ｂｐａｄｉを計算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　図４は、ＯＦＤＭＡ変調を実行する前に補完された送信データのフレームの一例を示す。図４では、基地局装置１が使用可能なサブキャリアの数ＳＣｔｏｔａｌが１８個であり、送信データの宛先となる無線端末の数Ｎが４個とされている。そして、１番目の無線端末にＳＣ１（＝５）個のサブキャリアが割り当てられ、２番目の無線端末にＳＣ２（＝３）個のサブキャリが割り当てられ、３番目の無線端末にＳＣ３（＝７）個のサブキャリアが割り当てられ、４番目の無線端末にＳＣ４（＝３）個のサブキャリアが割り当てられている。また、所要のタイムスロット数ＳＬｍａｘが１０個である。
　図４に示すように、無線端末宛の送信データをサブキャリアに所定のデータ列の方向で配置し、各サブキャリアにおいてデータが不足する部分に所定数のビットを埋める。図４には、所定数のビットで埋められた部分（パディング部１１１～１１４）が示されている。図４では、利用可能なサブキャリアＳＣ１～ＳＣ４について複数個の長方形が配列されているが、１個の長方形が１個のサブキャリアのシンボル（ＯＦＤＭＡシンボル）を表している。本例では、１個のシンボルより小さいビット単位で調整されたパディング部１１１～１１４が設けられている。
　次に、図５Ａおよび図５Ｂを参照して本実施例に係る基地局装置１の効果について説明する。但し、図５Ａおよび図５Ｂでは、送信データが無線端末側で正常に受信されたことを確認する確認応答信号（ＡＣＫ）の交換手順については考慮しておらず省略している。
　図５Ａは、比較例に係るデータ送信に要する所要時間の一例を示す。この比較例は、従来技術に相当する。
　従来の無線ＬＡＮ方式では、ＭＵ－ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ　Ｕｓｅｒ－Ｍｕｌｔｉ　Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉ　Ｏｕｔｐｕｔ）の空間多重技術によらなければ複数の無線端末に対して同時にデータを送信することができなかった。従来の無線ＬＡＮ方式では、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によってアクセス制御を行なうため、キャリアセンスと他の無線端末との競合調整の時間がオーバヘッドとして存在するため、複数の無線端末に対してデータを送信する場合には他の無線端末へのデータ送信を待つ時間の影響が大きかった。
　図５Ａにおいて、フレーム間の競合調整時間（ＩＦＳ：Ｉｎｔｅｒ　Ｆｒａｍｅ　Ｓｐａｃｅ）を平均で５０マイクロ秒とし、各無線端末へ送信するフレーム時間長を平均で５０マイクロ秒とする。無線端末の総数が８個である場合、全ての無線端末へのデータ送信を完了するためには、合計所要時間として８００マイクロ秒を要する。尚、図５ＡにおいてＴｏ１～Ｔｏ８は第１の無線端末乃至第８の無線端末に送信されるフレームを示す。
　図５Ｂは、本実施例に係るデータ送信に要する所要時間を示す。図５Ｂにおいて、フレームの競合調整時間（ＩＦＳ）を平均で５０マイクロ秒とし、各無線端末へ送信するフレームの時間長を平均で２５０マイクロ秒とする。無線端末の総数が８個である場合、全ての無線端末へのデータ送信を完了するためには、合計所要時間として３００マイクロ秒を要する。尚、図５ＢにおいてＴｏ１～Ｔｏ８は第１の無線端末乃至第８の無線端末に送信されるフレームを示す。このように、本実施例では比較例に比べてデータ送信を効率化することができる。
　本実施例に係る基地局装置１では、ＯＦＤＭＡフレームを送出するために必要な補完を行なって送信データのデータ長を調整することができる。本実施例に係る基地局装置１では、使用可能な帯域幅、送信データの宛先の無線端末の数、或いは、送信データのサイズ（データ長）が動的に変化しても、複数の無線端末宛のデータを同一のＯＦＤＭＡフレームに多重して同時に送信することができる。また、本実施例に係る基地局装置１では物理層（ＰＨＹ層）のみでデータ補完することが可能である。このため、物理層とＭＡＣ層の両方でデータ補完を行なう場合と比較して通信効率を向上することができる。このように、本実施例に係る基地局装置１では複数の無線端末宛にデータ送信する際に効率良くデータ補完を行うことができる。
　本発明の構成及び機能を纏めると下記の通りとなる。
（１）無線通信装置（基地局装置１）は、同一のタイミングで複数の無線端末に対してデータを送信するものであって、複数のサブキャリアを分配して割り当てられる複数の無線端末内の各無線端末毎に送信データを補完する補完量（ビット補完量）を計算する補完量計算部（ビット補完量計算部１２）と、各無線端末毎に計算された補完量で送信データを補完する補完部（ビット補完部１３－１～１３－Ｎ）と、複数のサブキャリアを用いて複数の無線端末宛に補完された送信データを送信する送信部（無線送受信部１５）とを具備する。
（２）無線通信装置は、複数の無線端末宛に補完された送信データを多重して送信するフレームを生成するフレーム生成部（ＯＦＤＭＡフレーム生成部１４）を更に具備する。
（３）無線通信装置において、補完部はフレームの終端を示すビット列（ＥＯＦ）を用いて送信データを補完する。
（４）無線通信装置では、ＭＡＣフレーム、連結したＭＡＣフレーム、或いは、これらの両方のフレームを用いる。
（５）無線通信装置において、補完量計算部は利用可能なサブキャリアの数、各無線端末宛の送信データのサイズ（データ長）、送信データの変調度および符号化レートの少なくとも１つに基づいて送信データを補完する補完量を計算する。
（６）無線通信装置は、キャリアセンスを行って利用可能なサブキャリアの数を決定する制御部（中央制御部１７）を更に具備する。尚、本実施例ではキャリアセンスを行なって利用可能なサブチャンネルを識別して利用可能なサブキャリアを決定するが、これに限定されるものではない。例えば、キャリアセンスによって利用可能なサブキャリアを直接に識別してもよい。
（７）無線通信装置ではＯＦＤＭＡ方式を用いる。
（８）無線通信装置では無線ＬＡＮシステムのアクセスポイントである。
（９）無線通信方法では、複数のサブキャリアを分配して割り当てられる複数の無線端末内の各無線端末毎に送信データを補完する補完量を計算し、各無線端末毎に計算された補完量で送信データを補完し、複数のサブキャリアを用いて複数の無線端末宛に補完された送信データを同一のタイミングで送信する。
（１０）コンピュータに上記の無線通信方法を実行させるプログラムを記憶した記憶媒体を設けてもよい。
　本発明の実施例について添付図面を参照して詳細に説明したが、具体的な構成は実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更も包含される。
　上述の実施例に係る無線通信装置（基地局装置１）の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶してもよい。コンピュータシステムが当該記憶媒体からプログラムを読み込んで実行することにより上述の機能を実現する。ここで、「コンピュータシステム」とはオペレーティングシステム（ＯＳ）或いは周辺機器のハードウェアを含むものであってもよい。
　また、「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」とはフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの書込可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤなどの可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどの記憶装置のことをいう。また、「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」には、インターネットなどのネットワーク、電話回線および通信回線を介してプログラムを送信する場合に利用されるサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えば、ＤＲＡＭ）のように一定時間プログラムを保持するものも含む。
　上記のプログラムは、コンピュータシステムの記憶媒体から伝送媒体を介して、或いは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」はインターネットなどのネットワーク（通信網）、電話回線および通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記のプログラムは前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。更に、上記のプログラムは前述した機能をコンピュータシステムに既に記憶されているプログラムとの組み合わせで実現するもの、所謂差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
　本発明は、無線ＬＡＮ方式の基地局装置から複数のサブキャリアを用いて複数の無線端末宛にデータ送信する際にＯＦＤＭＡ方式のフレームに対してデータ補完を行なうものであるが、他の無線通信方式にも適用可能である。
　１　基地局装置
　１１　データフレームバッファ部
　１２　ビット補完量計算部
　１３　ビット補完部
　１４　ＯＦＤＭＡフレーム生成部
　１５　無線送受信部
　１６　メモリ部
　１７　中央制御部
　２１　アンテナ
　１１１～１１５　パディング部

Claims (10)

  1. 　同一のタイミングで複数の無線端末に対してデータを送信する無線通信装置であって、
    　複数のサブキャリアを分配して割り当てられる複数の無線端末内の各無線端末毎に送信データを補完する補完量を計算する補完量計算部と、
    　各無線端末毎に計算された補完量で送信データを補完する補完部と、
    　複数のサブキャリアを用いて複数の無線端末宛に補完された送信データを送信する送信部とを具備する無線通信装置。
  2. 　複数の無線端末宛に補完された送信データを多重して送信するフレームを生成するフレーム生成部を更に具備する請求項１に記載の無線通信装置。
  3. 　前記補完部はフレームの終端を示すビット列（ＥＯＦ）を用いて送信データを補完するようにした請求項２に記載の無線通信装置。
  4. 　前記フレーム生成部は、ＭＡＣフレームおよび連結したＭＡＣフレームの少なくとも一つを用いるようにした請求項２に記載の無線通信装置。
  5. 　前記補完量計算部は利用可能なサブキャリアの数、各無線端末宛の送信データのサイズ、送信データの変調度および符号化レートの少なくとも一つに基づいて送信データを補完する補完量を計算するようにした請求項１に記載の無線通信装置。
  6. 　前記補完量計算部に関連してキャリアセンスを行って利用可能なサブキャリアの数を決定する制御部を更に具備するようにした請求項５に記載の無線通信装置。
  7. 　前記フレーム生成部は、ＯＦＤＭＡ方式のフレームを生成するようにした請求項２に記載の無線通信装置。
  8. 　無線ＬＡＮシステムのアクセスポイントに適用された請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
  9. 　複数のサブキャリアを分配して割り当てられる複数の無線端末内の各無線端末毎に送信データを補完する補完量を計算し、
    　各無線端末毎に計算された補完量で送信データを補完し、
    　複数のサブキャリアを用いて複数の無線端末宛に補完された送信データを同一のタイミングで送信するようにした無線通信方法。
  10. 　コンピュータに請求項９に係る無線通信方法を実行させるプログラムを記憶した記憶媒体。
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