WO2021186584A1 - 基地局、基地局システム及び通信方法 - Google Patents

基地局、基地局システム及び通信方法 Download PDF

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WO2021186584A1
WO2021186584A1 PCT/JP2020/011812 JP2020011812W WO2021186584A1 WO 2021186584 A1 WO2021186584 A1 WO 2021186584A1 JP 2020011812 W JP2020011812 W JP 2020011812W WO 2021186584 A1 WO2021186584 A1 WO 2021186584A1
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base station
mac
processing unit
mac frame
base stations
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井上　保彦
朗 岸田
健悟 永田
淺井　裕介
泰司 鷹取
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NTT Inc
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/1607—Details of the supervisory signal
    • H04L1/1657—Implicit acknowledgement of correct or incorrect reception, e.g. with a moving window
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/08—Reselecting an access point
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0808—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA]

Definitions

  • the embodiment relates to a base station, a base station system, and a communication method.
  • the wireless LAN terminal connects to a network such as the Internet via a base station.
  • a network such as the Internet
  • the terminal switches the base station to be connected. Such switching is called handover or the like.
  • the terminal disconnects from the connected base station and connects to the next base station again. Overhead occurs when switching base stations.
  • the embodiment provides a base station, a base station system, and a communication method capable of suppressing an overhead for switching base stations.
  • the base station operates as a first base station in a base station system having a first base station and at least two second base stations.
  • the base station has a MAC processing unit and a communication processing unit.
  • the MAC processing unit processes the MAC layer to generate a first MAC frame that is commonly used by the first base station and the second base station.
  • the communication processing unit transmits the first MAC frame to the second base station.
  • a base station it is possible to provide a base station, a base station system, and a communication method capable of suppressing an overhead for switching base stations.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example of a communication system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration of an example of the first base station.
  • FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration of an example of the second base station.
  • FIG. 4 is a diagram showing a hardware configuration of an example of a terminal.
  • FIG. 5 is a diagram showing processing of the MAC layer during communication between the first base station and the second base station and the terminal.
  • FIG. 6 is a functional block diagram of the first base station.
  • FIG. 7 is a functional block diagram of the second base station.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a transmission process of an example of the first base station.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a transmission process of an example of the second base station.
  • FIG. 10 is a timing chart showing the time change of the state of the PHY processing unit of each of the second base stations in the processing shown in FIG.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a reception process of an example of the second base station.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a reception process of an example of the first base station.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example of a communication system according to an embodiment.
  • the communication system 1 has a first base station 10, second base stations 20A, 20B, 20C, and a terminal 30.
  • the first base station 10 and the second base stations 20A, 20B, 20C operate as one access point (AP) for the terminal 30.
  • the second base stations 20A, 20B, and 20C use the MAC address set in the wireless module of the first base station 10 as their own MAC address.
  • the first base station 10 is a base station as a higher-level AP that centrally manages the processing of the MAC layers of the second base stations 20A, 20B, and 20C.
  • the first base station 10 is configured to be able to connect to the network 40.
  • the second base stations 20A, 20B, and 20C are base stations as lower APs that directly transmit and receive radio signals to and from the terminal 30.
  • the second base stations 20A, 20B, and 20C are each configured to be able to transmit and receive wireless signals to and from the terminal 30 in a predetermined service area. Further, when communicating with the first base station 10, the second base stations 20A, 20B, and 20C assign MAC addresses individually set to the respective radio modules of the second base stations 20A, 20B, and 20C. You may use it.
  • the second base stations 20A, 20B, and 20C may be arranged so that overlapping areas are formed in the service area, or may be arranged so that overlapping areas are not formed. In the following description, it is assumed that the second base stations 20A, 20B, and 20C are arranged so as to form an overlapping area in the service area. Further, in FIG. 1, three second base stations are shown. The second base station may be one or more.
  • FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration of an example of the first base station 10.
  • the first base station 10 includes a processor 11, a ROM (Read Only Memory) 12, a RAM (Random Access Memory) 13, a WAN (Wide Area Network) module 14, a routing module 15, a wireless module 16, and the like. It has a wired module 17.
  • the processor 11 is a processing device that controls the entire first base station 10.
  • the processor 11 is, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the processor 11 is not limited to the CPU. Further, an ASIC (Application Specific IC) or the like may be used instead of the CPU. Further, the number of processors 11 may be two or more instead of one.
  • ROM 12 is a read-only storage device.
  • the ROM 12 stores the firmware and various programs required for the operation of the first base station 10.
  • RAM 13 is a storage device that can be arbitrarily written.
  • the RAM 13 is used as a work area for the processor 11, and temporarily stores the firmware and the like stored in the ROM 12.
  • the WAN module 14 is a module including an interface for the first base station 10 to communicate with, for example, a server (not shown) via the network 40.
  • the WAN module 14 is configured to connect to the network 40 via, for example, an optical line.
  • the routing module 15 is connected to the WAN module 14 and is configured to perform routing according to the destination information of the IP packet from the WAN module.
  • the first base station 10 does not necessarily have to have the routing module 15.
  • the first base station 10 may be configured to access a router provided outside the first base station 10 by wireless communication or wired communication and connect to the network 40 via this router.
  • the wireless module 16 is a module configured to perform necessary processing for wireless LAN communication.
  • the wireless module 16 processes, for example, the LLC (Logical Link Control) layer and the MAC (Media Access Control) layer on the data transferred from the processor 11 to generate a MAC frame.
  • the MAC frame contains an error in the MAC header containing the MAC address commonly used in the first base station 10, the second base stations 20A, 20B, and 20C, and the MAC payload including the data transferred from the processor 11 and the like. Includes detection code (FCS).
  • FCS Includes detection code
  • the commonly used MAC address is, for example, the MAC address of the first base station 10, which is a higher-level AP.
  • the wireless module 16 extracts data from the MAC frame transmitted from the terminal 30 via any of the second base stations 20A, 20B, and 20C, and transfers the data to, for example, the processor 11.
  • the wired module 17 is a module configured to perform necessary processing for wired communication with the second base stations 20A, 20B, and 20C.
  • the wired module 17 is connected to each of the second base stations 20A, 20B, and 20C via a cable.
  • a connection method a coaxial cable, ROF (Radio on Fiber), or the like can be considered.
  • the signal transmitted from the wired module 17 is received at the target base station of the second base stations 20A, 20B, 20C, and the signal transmitted from the second base stations 20A, 20B, 20C is received by the wired module 17.
  • the wired module 17 may be configured to be able to communicate by any wired communication method as long as it is configured to be received.
  • FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration of an example of the second base station 20A.
  • the second base stations 20B and 20C may have the same hardware configuration as the second base station 20A.
  • the hardware configuration of the second base stations 20B and 20C is the same as that of the second base station 20A, and the description of the hardware configuration of the second base stations 20B and 20C will be omitted.
  • the second base station 20A has a processor 21, a ROM (Read Only Memory) 22, a RAM (Random Access Memory) 23, a wireless module 24, and a wired module 25.
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the processor 21 is a processing device that controls the entire second base station 20A.
  • the processor 21 is, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the processor 11 is not limited to the CPU. Further, an ASIC (Application Specific IC) or the like may be used instead of the CPU. Further, the number of processors 21 may be two or more instead of one.
  • ROM 22 is a read-only storage device.
  • the ROM 22 stores the firmware and various programs required for the operation of the second base station 20A.
  • the RAM 23 is a storage device that can be arbitrarily written.
  • the RAM 23 is used as a work area for the processor 21, and temporarily stores the firmware and the like stored in the ROM 22.
  • the wireless module 24 is a module configured to perform necessary processing for wireless LAN communication.
  • the wireless module 24 performs physical layer processing on the MAC frame received from the first base station 10 via the wired module 25 to convert the MAC frame into a wireless signal.
  • the wireless module 24 adds a physical header to the MAC frame.
  • the physical header includes a PLCP (Physical Layer Convergence Protocol) preamble and a PLCP header.
  • the wireless module 24 converts a MAC frame to which a physical header is added into a wireless signal.
  • the wireless module 24 transmits a wireless signal to the terminal 30.
  • the wireless module 24 extracts a MAC frame from the wireless signal received from the terminal 30.
  • the wired module 25 is a module configured to perform necessary processing for wired communication with the first base station 10.
  • the wired module 25 is connected to the first base station 10 via a cable.
  • a connection method a coaxial cable, ROF (Radio on Fiber), or the like can be considered. If the signal transmitted from the wired module 25 is received by the first base station 10 and the signal transmitted from the first base station 10 is received by the wired module 25, the wired module 25 is configured. , It may be configured so that it can communicate by any wired communication method.
  • FIG. 4 is a diagram showing a hardware configuration of an example of the terminal 30.
  • the terminal 30 is a terminal device (station) such as a smartphone.
  • the terminal 30 may be a mobile terminal, a terminal mounted on a mobile body, or a fixed terminal.
  • the terminal 30 has a processor 31, a ROM 32, a RAM 33, a wireless module 34, a display 35, and a storage 36.
  • the processor 31 is a processing device that controls the entire terminal 30.
  • the processor 31 is, for example, a CPU.
  • the processor 31 is not limited to the CPU. Further, ASIC or the like may be used instead of the CPU. Further, the number of processors 31 may be two or more instead of one.
  • ROM 32 is a read-only storage device.
  • the ROM 32 stores the firmware and various programs required for the operation of the terminal 30.
  • the RAM 33 is a storage device that can be arbitrarily written.
  • the RAM 33 is used as a work area for the processor 31, and temporarily stores the firmware and the like stored in the ROM 32.
  • the wireless module 34 is a module configured to perform necessary processing for wireless LAN communication. For example, the wireless module 34 processes the data transferred from the processor 31 in the MAC layer to form a MAC frame for wireless communication, and processes the configured MAC frame in the physical layer to form the MAC frame. Is converted into a radio signal and transmitted to the first base station 10. As will be described later, the radio signal addressed to the first base station 10 can be received by the second base stations 20A, 20B, 20C. Further, the radio module 34 receives radio signals from the second base stations 20A, 20B, and 20C, extracts data from the received radio signals, and transfers the data to, for example, the processor 21.
  • the display 35 is a display device that displays various screens.
  • the display 35 may be a liquid crystal display, an organic EL display, or the like. Further, the display 35 may include a touch panel.
  • the storage 36 is a storage device such as a hard disk.
  • the storage 36 stores, for example, various applications executed by the processor 31.
  • FIG. 5 is a diagram showing processing of the MAC layer at the time of communication between the first base station 10, the second base stations 20A, 20B, 20C and the terminal 30.
  • the processing of the MAC layer in FIG. 5 complies with the IEEE 802.11 standard.
  • FIG. 5 both the processing on the transmitting side and the processing on the receiving side are shown.
  • the other wireless module performs processing on the receiving side.
  • the wireless modules on the transmitting side and the receiving side are described without distinction.
  • step S10 the radio module performs A-MSDU aggregation. Specifically, the wireless module combines a plurality of LLC packets input from the LLC layer to generate an A-MSDU (Aggregate-MAC service data unit).
  • A-MSDU Aggregate-MAC service data unit
  • step S11 the wireless module assigns a sequence number (SN) to the A-MSDU.
  • the sequence number is a unique number for identifying the A-MSDU.
  • step S12 the wireless module fragmentes (divides) the A-MSDU into a plurality of MPDUs (MAC protocol data units).
  • step S13 the wireless module encrypts each MPDU and generates an encrypted MPDU.
  • step S14 the wireless module adds a MAC header and an error detection code (FCS) to each encrypted MPDU.
  • the error detection code is, for example, a CRC (Cyclic Redundancy Check) code.
  • step S15 the wireless module performs A-MPDU aggregation. Specifically, the wireless module combines a plurality of MPDUs to generate an A-MPDU (Aggregate-MAC protocol data unit) as a MAC frame.
  • A-MPDU Aggregate-MAC protocol data unit
  • the wireless module processes the physical layer of the MAC frame.
  • the radio module 16 of the first base station 10 is the MAC from step S11 to step S15. Perform layer processing.
  • the radio module 24 of the second base stations 20A, 20B, 20C performs the physical layer processing.
  • the wireless module 34 of the terminal 30 performs the processing of the MAC layer and the processing of the physical layer from step S10 to step S15.
  • the radio module processes the physical layer to extract MAC frames from the radio signal. After that, the wireless module performs the processing of the MAC layer shown in FIG.
  • step S20 the wireless module performs A-MPDU deaggregation. Specifically, the wireless module divides the A-MPDU into MPDU units.
  • the wireless module detects an error. For example, the radio module determines whether or not the reception of the radio signal is successful by CRC. When the reception of the radio signal fails, the radio module may make a retransmission request. At this time, the wireless module may request retransmission in units of MPDU. On the other hand, when the reception of the radio signal is successful, the radio module performs the following processing.
  • step S22 the wireless module performs address detection. At this time, the wireless module determines whether or not the sent MPDU is addressed to itself based on the address recorded in the MAC header of each MPDU. When it is not addressed to you, the wireless module does not perform the following processing. When addressed to itself, the wireless module does the following:
  • step S23 the wireless module decrypts the encrypted MPDU.
  • step S24 the wireless module defragments the MPDU. That is, the wireless module restores the A-MSDU from the plurality of MPDUs.
  • step S25 the wireless module performs A-MSDU deaggregation. Specifically, the wireless module restores the A-MSDU to an LLC packet in MSDU units.
  • the wireless module After step S25, the wireless module outputs the LLC packet to the upper layer of the MAC layer.
  • the upper layer is, for example, an LLC layer.
  • the radio module 24 of the second base stations 20A, 20B, 20C processes the physical layer. And the processing of the MAC layer from step S20 to step S22.
  • the radio module 16 of the first base station 10 processes the MAC layer from step S23 to step S25.
  • the wireless module 34 of the terminal 30 performs the physical layer processing and the MAC layer processing from step S20 to step S25.
  • FIG. 6 is a functional block diagram of the first base station 10.
  • the first base station 10 includes an LLC processing unit 101, an LLC interface (LLC-IF) 102, a MAC processing unit 103, network interfaces (NW-IF) 104A, 104B, 104C, and a physical (PHY) selection unit. It has 105 and a carrier sense control unit 106. LLC processing unit 101, LLC interface (LLC-IF) 102, MAC processing unit 103, network interface (NW-IF) 104A, 104B, 104C, physical (PHY) selection unit 105, carrier sense control unit 106. Is realized by, for example, a processor 11, a wireless module 16, and a wired module 17.
  • the LLC processing unit 101 processes the data transferred from the server on the network 40, for example, in the LLC layer to generate an LLC packet.
  • the LLC layer process includes, for example, a process of adding a DSAP (Destination Service Access Point) header, a SSAP (Source Service Access Point) header, or the like to the data. Further, the LLC processing unit 101 extracts data from the LLC packet and outputs the extracted data to the upper layer.
  • the upper layer is, for example, an application layer.
  • the LLC-IF102 is an interface for mediating signals between the LLC processing unit 101 and the MAC processing unit 103.
  • LLC-IF102 has, for example, a queue. This queue temporarily stores the LLC packet generated by the LLC processing unit 101. In addition, this queue temporarily stores the LLC packet extracted from the MAC frame by the MAC processing unit 103.
  • the MAC processing unit 103 When transmitting data from the first base station 10, the MAC processing unit 103 generates a MAC frame from an LLC packet input via the LLC-IF102.
  • the MAC frame is generated according to the processes of steps S10 to S15 shown in FIG. Further, the MAC processing unit 103 performs processing based on the MAC header of the MAC frame input from the NW-IF104A, 104B, 104C to extract the LLC packet, and outputs the extracted LLC packet to the LLC-IF102. Extraction of the LLC packet from the MAC frame is performed according to the processes of steps S22 to S25 shown in FIG.
  • the MAC processing unit 103 may have a queue for each access category (AC).
  • the access category may include, for example, VO (Voice), VI (Video), BE (Best effort), and BK (Background).
  • the NW-IF104A performs processing necessary for signal communication between the first base station 10 and the second base station 20A.
  • the NW-IF104B performs processing necessary for signal communication between the first base station 10 and the second base station 20B.
  • the NW-IF104C performs processing necessary for signal communication between the first base station 10 and the second base station 20C.
  • the NW-IF104A, 104B, and 104C each have a queue, for example. This queue temporarily stores the signal (MAC frame) generated by the MAC processing unit 103. Further, this queue temporarily stores signals transmitted from each of the second base stations 20A, 20B, and 20C. Further, the NW-IF104A, 104B, and 104C perform processing according to their respective communication methods.
  • the NW-IF104A, 104B, 104C perform EO conversion (electrical-optical conversion) to convert an electric signal into an optical signal, and convert this optical signal into a second base station 20A, It is transmitted to the target base station of 20B and 20C. Further, the NW-IF 104A, 104B, 104C perform OE (optical-electric conversion) to convert an optical signal from the second base stations 20A, 20B, 20C into an electric signal, and convert this electric signal into an electric signal, and the electric signal is converted into a MAC processing unit 103. Output to. Further, the NW-IF 104A, 104B, and 104C output the information for executing the carrier sense from the corresponding second base station to the carrier sense control unit 106.
  • EO conversion electric-optical conversion
  • OE optical-electric conversion
  • the PHY selection unit 105 is any one of the second base stations 20A, 20B, 20C according to the information for carrying out the carrier sense from the second base stations 20A, 20B, 20C acquired by the carrier sense control unit 106. Is selected as the base station used for communication with the terminal 30. Details of the selection of the PHY selection unit 105 will be described later.
  • the carrier sense control unit 106 performs various controls for EDCA (Enhanced Distribution Channel Access). For example, the carrier sense control unit 106 uses CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) to determine the state of the channel between the second base stations 20A, 20B, 20C and the terminal. The determination of the channel state is made based on the information for performing the carrier sense acquired via the NW-IF104A, 104B, 104C. Then, the carrier sense control unit 106 outputs the determination result of the channel state to the PHY selection unit 105. Here, the carrier sense control unit 106 may have an access parameter for each AC.
  • CSMA / CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance
  • FIG. 7 is a functional block diagram of the second base station 20A.
  • the second base stations 20B and 20C may have the same functions as the second base station 20A.
  • the functions of the second base stations 20B and 20C are the same as those of the second base station 20A, and the description of the functions of the second base stations 20B and 20C will be omitted.
  • the second base station 20A has a network interface (NW-IF) 201, a physical interface (PHY-IF) 202, a physical (PHY) processing unit 203, an error detection unit 204, and an ACK generation unit 205. ..
  • the NW-IF201 performs processing necessary for communication between the second base station 20A and the first base station 10.
  • NW-IF201 has a queue. This queue temporarily stores the signal (MAC frame) transmitted by the first base station 10. In addition, this queue temporarily stores the signal output from the error detection unit 204. Further, the NW-IF201 performs processing according to the communication method. For example, if the communication method is ROF, the NW-IF201 performs EO conversion to convert an electric signal from PHY-IF202 into an optical signal, and transmits this optical signal to the first base station 10. Further, the NW-IF201 performs OE conversion to convert an optical signal from the first base station 10 into an electric signal, and outputs this electric signal to the PHY-IF202. Further, the NW-IF201 sequentially transmits the information for carrying out the carrier sense sent from the PHY processing unit 203 via the PHY-IF202 to the first base station 10.
  • the PHY-IF202 is used for signal mediation between the NW-IF201 and the PHY processing unit 203, for signal mediation between the PHY processing unit 203 and the error detection unit 204, and between the PHY processing unit 203 and the ACK generation unit.
  • the PHY-IF202 has, for example, a queue. This queue temporarily stores the signal (MAC frame) temporarily stored in the NW-IF201. In addition, the signal extracted by the PHY processing unit 203 is temporarily stored.
  • the PHY processing unit 203 mainly processes the physical layer for wireless LAN communication with the terminal 30. For example, the PHY processing unit 203 performs physical layer processing on the MAC frame stored in the PHY-IF202, converts the MAC frame into a wireless signal, and transmits the wireless signal to the terminal 30. Further, the PHY processing unit 203 measures the information necessary for carrying out the carrier sense and notifies the first base station 10. Carrier sense may be performed using, for example, CCA (Clear Channel Assessment). CCA is a method of determining whether or not a channel is free by the received power (RSSI) in the PHY processing unit 203. In this case, the PHY processing unit 203 measures RSSI.
  • CCA is a method of determining whether or not a channel is free by the received power (RSSI) in the PHY processing unit 203. In this case, the PHY processing unit 203 measures RSSI.
  • the information necessary for carrying out the carrier sense is sent to the carrier sense control unit 106 of the first base station 10. Further, the PHY processing unit 203 extracts a MAC frame from the radio signal received from the terminal 30 and outputs the MAC frame to the PHY-IF202. Further, the PHY processing unit 203 broadcasts the beacon frame.
  • the MAC address included in the beacon frame is a MAC address commonly used by the first base station 10 and the second base stations 20A, 20B, and 20C.
  • the error detection unit 204 detects an error in the MAC frame in order to determine whether or not the data transmitted from the terminal 30 has been correctly received. Error detection is performed using FCS. Error detection may be performed in MPDU units. When there is no error in the MAC frame, the error detection unit 204 outputs the MAC frame to the NW-IF201 and causes the ACK generation unit 205 to generate an acknowledgment (ACK) indicating that the reception was normally performed. Make a request. On the other hand, when the error detection unit 204 has an error in the MAC frame, the error detection unit 204 discards the MAC frame.
  • the ACK generation unit 205 generates an ACK in response to a request from the error detection unit 204, and outputs the generated ACK to the PHY processing unit 203 via the PHY-IF202. In this case, the PHY processing unit 203 transmits an ACK to the terminal 30.
  • ACK may be a block ACK.
  • the block ACK is, for example, an ACK for receiving acknowledgment in MPDU units.
  • the block ACK is generated according to the bitmap created by the error detection unit 204 according to the error detection result for each data of the MPDU unit included in the MAC frame.
  • the operation of the communication system 1 will be described. First, the operation when the base stations (first base station 10, second base stations 20A, 20B, 20C) transmit a radio signal and the terminal 30 receives the radio signal will be described.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a transmission process of an example of the first base station 10.
  • the MAC processing unit 103 determines whether or not data to be transmitted via the LLC processing unit 101 and the LLC-IF102 has been input from an upper layer such as the application layer.
  • the process of FIG. 8 ends.
  • the process proceeds to step S32.
  • step S32 the MAC processing unit 103 processes the input data (LLC packet) in the MAC layer shown in FIG. 5 to generate a MAC frame.
  • step S33 the carrier sense control unit 106 determines an empty channel based on the RSSI input from the second base stations 20A, 20B, 20C via the NW-IF104A, 104B, 104C.
  • step S34 the carrier sense control unit 106 determines from the carrier sense result whether or not the channels of a plurality of base stations of the second base stations 20A, 20B, and 20C are free.
  • the carrier sense control unit 106 corresponds to a base station when the received power in the PHY processing unit is below the threshold value over the carrier sense period in which the AIFS (Arbitration InterFrame Space) is added with the random backoff period. Channel is determined to be free.
  • AIFS is an access parameter indicating a radio signal transmission interval. That is, in the embodiment, the access parameters are standardized in the second base stations 20A, 20B, and 20C.
  • step S34 When it is determined in step S34 that only one base station channel is free, the carrier sense control unit 106 notifies the PHY selection unit 105 of, for example, the ID of the base station with a free channel. The PHY selection unit 105 notifies the MAC processing unit 103 of this ID as a selection result. After that, the process proceeds to step S40. In step S34, it may be determined that the channels of all the base stations are not available. In this case, the carrier sense control unit 106 may wait for processing.
  • step S35 the carrier sense control unit 106 transmits a sounding frame via the NW-IF corresponding to any of the second base stations 20A, 20B, and 20C with a free channel. It is not necessary to transmit the sounding frame when the second base station to be used is associated with the terminal to be the transmission destination. For example, if the carrier sense control unit 106 or the PHY selection unit 105 holds the power received from the terminal 30 for each second base station, when it is determined that the channels are free in a plurality of base stations, You can select the one with high reception power.
  • step S36 the carrier sense control unit 106 determines whether or not the reception result of the sounding response signal has been acquired from each NW-IF corresponding to the base station in which the channel of the NW-IF 104A, 104B, 104C is free. judge. This reception result is the received power of the sounding response signal.
  • the carrier sense control unit 106 waits for processing.
  • the carrier sense control unit 106 outputs each reception result to the PHY selection unit 105. After this, the process proceeds to step S37.
  • step S37 the PHY selection unit 105 selects a base station to be used for transmitting data to the terminal 30 according to the reception result of the sounding response signal. For example, the PHY selection unit 105 selects the base station having the highest received power of the sounding response signal. After the selection, the PHY selection unit 105 notifies the MAC processing unit 103 of, for example, the ID of the selected base station as the selection result.
  • step S38 the MAC processing unit 103 transmits a MAC frame using the NW-IF corresponding to the selected base station.
  • step S39 the MAC processing unit 103 determines whether or not ACK has been received. When it is determined in step S39 that ACK has been received, the process of FIG. 8 ends. When it is determined in step S39 that ACK has not been received, the MAC processing unit 103 waits for processing. When it is determined that the ACK has not been received for a predetermined time, it may be determined that the time is over. In this case, the MAC processing unit 103 may retransmit the MAC frame. Further, the MAC processing unit 103 may retransmit the MAC frame by receiving the notification of the transmission failure from the second base stations 20A, 20B, and 20C.
  • step S40 the MAC processing unit 103 transmits a MAC frame using the NW-IF corresponding to the selected base station. After that, the process proceeds to step S39.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a transmission process of an example of the second base station 20A.
  • the second base stations 20B and 20C may operate in the same manner as the second base station 20A.
  • the operation of the second base stations 20B and 20C is assumed to be the same as that of the second base station 20A, and the description of the operation of the second base stations 20B and 20C will be omitted.
  • step S51 the PHY processing unit 203 acquires information for carrying out carrier sense. For example, PHY processing unit 203 measures RSSI for CCA.
  • step S52 the PHY processing unit 203 transmits the CCA result to the first base station 10 using the NW-IF201.
  • step S53 the PHY processing unit 203 determines whether or not a signal such as a MAC frame has been input. When it is determined in step S53 that no signal has been input, the PHY processing unit 203 waits for processing. When it is determined in step S53 that the signal has been input, the process proceeds to step S54.
  • the PHY processing unit 203 transmits a wireless signal. For example, when a MAC frame is input, the PHY processing unit 203 performs physical layer processing on the MAC frame to convert the MAC frame into a wireless signal. Then, the PHY processing unit 203 transmits a wireless signal to the terminal 30. When the sounding frame is input, the PHY processing unit 203 processes the physical layer to convert the sounding frame into a sounding signal which is a radio signal. Then, the PHY processing unit 203 transmits the sounding signal to the terminal 30. In this case, the PHY processing unit 203 waits for the reception of the sounding response signal including the sounding response frame from the terminal 30. Then, when the sounding response signal is received, the PHY processing unit 203 transmits the reception result of the sounding response signal to the first base station 10. The reception result is, for example, the received power of the sounding response signal.
  • step S55 the PHY processing unit 203 determines whether or not an ACK from the terminal 30 has been received. When it is determined in step S55 that the ACK from the terminal 30 has been received, the process proceeds to step S56. When it is determined in step S55 that ACK has not been received, the MAC processing unit 103 waits for processing. When it is determined that the ACK has not been received for a predetermined time, it may be determined that the time is over. In this case, the MAC processing unit 103 may notify the first base station 10 that the transmission has failed.
  • step S56 the PHY processing unit 203 transmits an ACK to the first base station 10 using the NW-IF201. After that, the process of FIG. 9 ends.
  • the second base station 20A converts the MAC frame received from the first base station 10 into a wireless signal as it is and transmits it to the terminal 30.
  • FIG. 10 is a timing chart showing the time change of the state of the PHY processing units of the second base stations 20A, 20B, and 20C in the processing shown in FIG.
  • the second base station 20A and the second base station 20B are in an empty state because the received power of the PHY processing unit 203 within the carrier sense period is below the threshold value.
  • the second base station 20C is in a busy state within the carrier sense period.
  • the carrier sense control unit 106 of the first base station 10 transmits a sounding frame.
  • the base station that has received the sounding frame transmits the sounding signal to the terminal 30.
  • the second base station 20A transmits a sounding signal (SD) to the terminal 30.
  • SD sounding signal
  • the terminal 30 that has received the sounding signal returns a sounding response signal (RE).
  • the sounding response signal is received by each of the second base station 20A and the second base station 20B.
  • Each of the PHY processing units 203 of the second base station 20A and the second base station 20B measures the received power as a result of receiving the sounding response signal. Then, each PHY processing unit 203 transmits the received power as a result of receiving the sounding response signal to the first base station 10.
  • the first base station 10 selects a base station to be used for transmitting data based on the reception results of the sounding signals of the second base station 20A and the second base station 20B, respectively. In the example of FIG. 10, the second base station 20B is selected. Therefore, the second base station 20B transmits a radio signal including data to the terminal 30.
  • the second base station when the channels of the plurality of second base stations are open at the time of data transmission from the base station, the second base station having the best communication condition among them transmits the data. Selected as a base station for.
  • the terminal 30 transmits data and the base stations (first base station 10, second base stations 20A, 20B, 20C) receive the data
  • the terminal 30 specifies a MAC address commonly used by the first base station 10 and the second base stations 20A, 20B, and 20C as the destination MAC address when transmitting the radio signal.
  • Data transmission by the terminal 30 is performed using, for example, an EDCA similar to that of a base station. The description of the detailed data transmission operation of the terminal 30 will be omitted.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a reception process of an example of the second base station 20A.
  • the second base stations 20B and 20C may operate in the same manner as the second base station 20A.
  • the operation of the second base stations 20B and 20C is assumed to be the same as that of the second base station 20A, and the description of the operation of the second base stations 20B and 20C will be omitted.
  • step S71 the PHY processing unit 203 determines whether or not a radio signal has been received. When it is determined in step S71 that the radio signal has not been received, the process of FIG. 11 ends. When it is determined in step S71 that the radio signal has been received, the process proceeds to step S72.
  • step S72 the PHY processing unit 203 processes the physical layer and extracts the MAC frame from the radio signal. Then, the error detection unit 204 performs error detection based on the FCS of the MAC frame.
  • step S73 the error detection unit 204 determines whether or not there is an error in the data. When it is determined in step S73 that there is no error in the data, the process proceeds to step S74. When it is determined in step S73 that there is an error in the data, the error detection unit 204 discards the data. In this case, the process of FIG. 11 ends. When the data has an error, the error detection unit 204 may determine that the data is addressed to its own station and then notify the first base station 10 of the error. As a result, the first base station 10 can determine the necessity of the retransmission request.
  • step S74 the error detection unit 204 determines whether or not the received data is addressed to its own station. That is, the error detection unit 204 determines whether or not the MAC address is an address commonly used by the first base station 10 and the second base stations 20A, 20B, and 20C. When it is determined in step S74 that the received data is addressed to the own station, the process proceeds to step S75. When it is determined in step S74 that the received data is not addressed to the own station, the error detection unit 204 discards the data. In this case, the process of FIG. 11 ends.
  • step S75 the error detection unit 204 instructs the ACK generation unit 205 to generate an ACK.
  • the ACK generation unit 205 generates an ACK, and the PHY processing unit 203 transmits the ACK to the terminal 30.
  • step S76 the error detection unit 204 transmits a MAC frame to the first base station 10 using the NW-IF201. After that, the process of FIG. 11 ends.
  • the second base station 20A transmits the MAC frame to the first base station 10 as it is.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a reception process of an example of the first base station 10.
  • the MAC processing unit 103 determines whether or not a MAC frame has been input via at least one of NW-IF104A, 104B, and 104C.
  • the process of FIG. 12 ends.
  • the process proceeds to step S82.
  • step S82 the MAC processing unit 103 determines whether or not a plurality of MAC frames have been input.
  • the radio signal may be received by these a plurality of base stations simultaneously or with a certain time difference.
  • the same MAC frame is sent to the MAC processing unit 103 from a plurality of base stations.
  • Step S82 is a determination of this state.
  • the process proceeds to step S83.
  • step S84 When it is determined in step S82 that a plurality of MAC frames have not been input, the process proceeds to step S84.
  • a retransmission request may be made as necessary.
  • the MAC processing unit 103 selects one of the MAC frames. For example, the MAC processing unit 103 selects a MAC frame from a base station received with the highest received power. Further, since the same MAC frame is transmitted from each base station, the MAC processing unit 103 may select the MAC frame in a predetermined priority order such as the order of the second base stations 20A, 20B, and 20C. good. In order to prevent a plurality of second base stations from transmitting ACK at the same time, a primary second base station is defined for each terminal, and the second base station has a successful reception and a destination. You may send an ACK when you are your own station and the source is your primary terminal. As for which second base station is the primary, the power received from the terminal may be the highest.
  • step S84 the MAC processing unit 103 performs the processing of the MAC layer shown in FIG. 5 to extract the LLC packet. Then, the MAC processing unit 103 outputs the extracted LLC packet to the LLC processing unit 101.
  • step S85 the LLC processing unit 101 extracts data from the LLC packet.
  • step S86 the LLC processing unit 101 outputs the extracted data to the upper layer.
  • the upper layer is, for example, an application layer. After that, the process of FIG. 12 ends.
  • the processing of the MAC layer of one or more second base stations is collectively performed by one first base station.
  • the first base station and one or more second base stations can be regarded as one base station. Therefore, for example, when the terminal 30 moves from the service area of the second base station 20A to the service area of the second base station 20B, it is not necessary to switch the connection at the time of handover. This reduces the overhead associated with switching connections during handover.
  • the service area can be substantially expanded by increasing the number of the second base stations installed.
  • each second base station detects an error in the received MAC frame. As a result, it is possible to support a protocol with stricter time constraints than the error detection performed by the first base station.
  • one second base station for transmitting a radio signal is selected according to the sounding result.
  • communication with the terminal can be performed using the base station having the best channel condition.
  • communication between the first base station and the second base station is performed by wired communication.
  • communication between the first base station and the second base station is likely to be stable.
  • the first base station is not provided with a PHY processing unit. That is, in the embodiment, the first base station does not directly communicate wirelessly with the terminal. On the other hand, the first base station may also have a PHY processing unit.
  • one PHY processing unit is provided in one second base station.
  • a plurality of different PHY processing units such as a 2.4 GHz band PHY processing unit and a 5 GHz band PHY processing unit, may be provided in one second base station.
  • carrier sense may be performed for each PHY processing unit.
  • the PHY selection unit 105 may select one PHY processing unit based on the CCA result obtained for each PHY processing unit.
  • the error detection is performed at the second base station.
  • error detection may be performed at the first base station.
  • the error detection unit of the first base station detects an error in the data received by each of the three second base stations. Then, the error detection unit transmits a block ACK corresponding to the error of these data from one second base station.
  • each process according to the above-described embodiment can be stored as a program that can be executed by a processor that is a computer.
  • it can be stored and distributed in a storage medium of an external storage device such as a magnetic disk, an optical disk, or a semiconductor memory.
  • the processor reads the program stored in the storage medium of the external storage device, and the operation is controlled by the read program, so that the above-described processing can be executed.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified at the implementation stage without departing from the gist thereof.
  • each embodiment may be carried out in combination as appropriate, and in that case, the combined effect can be obtained.
  • the above-described embodiment includes various inventions, and various inventions can be extracted by a combination selected from a plurality of disclosed constituent requirements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, if the problem can be solved and the effect is obtained, the configuration in which the constituent requirements are deleted can be extracted as an invention.

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Abstract

基地局は、第１の基地局（１０）と、少なくとも２つの第２の基地局（２０Ａ、２０Ｂ）とを有する基地局システム（１）における第１の基地局（１０）として動作する基地局（２０Ａ）であって、ＭＡＣ層の処理を行って第１の基地局（１０）と第２の基地局（２０Ａ）とで共通して用いられる第１のＭＡＣフレームを生成するＭＡＣ処理部（１０３）と、第１のＭＡＣフレームを第２の基地局（２０Ａ）に送信する通信処理部（１０５Ａ）とを備える。

Description

基地局、基地局システム及び通信方法
　実施形態は、基地局、基地局システム及び通信方法に関する。
　無線ＬＡＮの端末は、基地局を介してインターネット等のネットワークに接続する。ある基地局のサービスエリアの外に端末が移動するとき、端末は接続する基地局を切り替える。このような切り替えは、ハンドオーバ等と呼ばれている。
IEEE Std 802.11-2016,"10.22.2 HCF contention based channel access （EDCA）", 7 December 2016
　ハンドオーバのために、端末は、接続中の基地局との間の接続を切断し、改めて次の基地局との接続をする。この基地局の切り替えに際してオーバヘッドが生じる。
　実施形態は、基地局の切り替えのためのオーバヘッドを抑制できる基地局、基地局システム及び通信方法を提供する。
　実施形態では、基地局は、第１の基地局と、少なくとも２つの第２の基地局とを有する基地局システムにおける第１の基地局として動作する。基地局は、ＭＡＣ処理部と、通信処理部とを有する。ＭＡＣ処理部は、ＭＡＣ層の処理を行って第１の基地局と第２の基地局とで共通して用いられる第１のＭＡＣフレームを生成する。通信処理部は、第１のＭＡＣフレームを第２の基地局に送信する。
　実施形態によれば、基地局の切り替えのためのオーバヘッドを抑制できる基地局、基地局システム及び通信方法を提供することができる。
図１は、実施形態に係る通信システムの一例の構成を示す図である。 図２は、第１の基地局の一例のハードウェア構成を示す図である。 図３は、第２の基地局の一例のハードウェア構成を示す図である。 図４は、端末の一例のハードウェア構成を示す図である。 図５は、第１の基地局、第２の基地局と端末との通信の際のＭＡＣ層の処理を示す図である。 図６は、第１の基地局の機能ブロック図である。 図７は、第２の基地局の機能ブロック図である。 図８は、第１の基地局の一例の送信処理を示すフローチャートである。 図９は、第２の基地局の一例の送信処理を示すフローチャートである。 図１０は、図９で示した処理における、それぞれの第２の基地局のＰＨＹ処理部の状態の時間変化を示すタイミングチャートである。 図１１は、第２の基地局の一例の受信処理を示すフローチャートである。 図１２は、第１の基地局の一例の受信処理を示すフローチャートである。
　以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態に係る通信システムの一例の構成を示す図である。通信システム１は、第１の基地局１０と、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと、端末３０とを有している。
　実施形態では、第１の基地局１０及び第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、端末３０に対する１つのアクセスポイント（ＡＰ）として動作する。第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、端末３０と通信する際に、第１の基地局１０の無線モジュールに設定されたＭＡＣアドレスを自身のＭＡＣアドレスとして使用する。第１の基地局１０は、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０ＣのＭＡＣ層の処理を一元管理する上位のＡＰとしての基地局である。第１の基地局１０は、ネットワーク４０に接続できるように構成されている。第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、端末３０と直接的に無線信号の送受信をする下位のＡＰとしての基地局である。第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、それぞれ、予め定められたサービスエリア内の端末３０との間で無線信号の送受信をできるように構成されている。また、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、第１の基地局１０と通信する際に、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃのそれぞれの無線モジュールに個別に設定されたＭＡＣアドレスを使用してもよい。ここで、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、サービスエリアに重複エリアができるように配置されていてもよいし、重複エリアができないように配置されていてもよい。以下の説明では、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、サービスエリアに重複エリアができるように配置されているものとする。また、図１では、第２の基地局は、３つ示されている。第２の基地局は、１つ以上であればよい。
　図２は、第１の基地局１０の一例のハードウェア構成を示す図である。第１の基地局１０は、プロセッサ１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、ＷＡＮ（Wide Area Network）モジュール１４と、ルーティングモジュール１５と、無線モジュール１６と、有線モジュール１７とを有している。
　プロセッサ１１は、第１の基地局１０の全体の制御をする処理装置である。プロセッサ１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。プロセッサ１１は、ＣＰＵに限るものではない。また、ＣＰＵに代えてＡＳＩＣ（Application Specific IC）等が用いられてもよい。また、プロセッサ１１は、１つでなく、２つ以上であってもよい。
　ＲＯＭ１２は、読み出し専用の記憶装置である。ＲＯＭ１２は、第１の基地局１０の動作に必要なファームウェア、各種のプログラムを記憶する。
　ＲＡＭ１３は、任意に書き込みできる記憶装置である。ＲＡＭ１３は、プロセッサ１１のための作業エリアとして使用され、ＲＯＭ１２に格納されているファームウェア等を一時的に記憶する。
　ＷＡＮモジュール１４は、第１の基地局１０が例えば図示しないサーバとネットワーク４０を介して通信するためのインターフェイスを含むモジュールである。ＷＡＮモジュール１４は、例えば光回線を介してネットワーク４０に接続するように構成されている。
　ルーティングモジュール１５は、ＷＡＮモジュール１４に接続され、ＷＡＮモジュールからのＩＰパケットの宛先情報に従ってルーティングをするように構成されている。なお、第１の基地局１０は、必ずしもルーティングモジュール１５を有していなくてもよい。第１の基地局１０は、無線通信又は有線通信によって第１の基地局１０の外部に設けられたルータにアクセスし、このルータ経由でネットワーク４０に接続するように構成されていてもよい。
　無線モジュール１６は、無線ＬＡＮ通信のために必要な処理を行うように構成されたモジュールである。無線モジュール１６は、例えばプロセッサ１１から転送されたデータに対してＬＬＣ(Logical Link Control)層及びＭＡＣ（Media Access Control）層の処理を行ってＭＡＣフレームを生成する。ＭＡＣフレームは、第１の基地局１０、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃで共通して用いられるＭＡＣアドレスを含むＭＡＣヘッダと、プロセッサ１１等から転送されたデータを含むＭＡＣペイロードと、誤り検出符号（ＦＣＳ）とを含む。共通して用いられるＭＡＣアドレスは、例えば上位ＡＰである第１の基地局１０のＭＡＣアドレスである。また、無線モジュール１６は、端末３０から第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの何れかを介して送信されてきたＭＡＣフレームからデータを抽出して例えばプロセッサ１１に転送する。
　有線モジュール１７は、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃとの有線通信のために必要な処理を行うように構成されたモジュールである。例えば、有線モジュール１７は、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃのそれぞれとケーブルを介して接続されている。接続方式としては、同軸ケーブルやＲＯＦ（Radio on Fiber）等が考えられる。有線モジュール１７から送信された信号が第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃのうちの目的の基地局で受信され、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃから送信された信号が有線モジュール１７で受信されるように構成されていれば、有線モジュール１７は、任意の有線通信方式で通信できるように構成されていてよい。
　図３は、第２の基地局２０Ａの一例のハードウェア構成を示す図である。第２の基地局２０Ｂ及び２０Ｃは、第２の基地局２０Ａと同様のハードウェア構成を有していてよい。以下、第２の基地局２０Ｂ及び２０Ｃのハードウェア構成は第２の基地局２０Ａと同一であるとし、第２の基地局２０Ｂ及び２０Ｃのハードウェア構成についての説明を省略する。
　第２の基地局２０Ａは、プロセッサ２１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３と、無線モジュール２４と、有線モジュール２５とを有している。
　プロセッサ２１は、第２の基地局２０Ａの全体の制御をする処理装置である。プロセッサ２１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。プロセッサ１１は、ＣＰＵに限るものではない。また、ＣＰＵに代えてＡＳＩＣ（Application Specific IC）等が用いられてもよい。また、プロセッサ２１は、１つでなく、２つ以上であってもよい。
　ＲＯＭ２２は、読み出し専用の記憶装置である。ＲＯＭ２２は、第２の基地局２０Ａの動作に必要なファームウェア、各種のプログラムを記憶する。
　ＲＡＭ２３は、任意に書き込みできる記憶装置である。ＲＡＭ２３は、プロセッサ２１のための作業エリアとして使用され、ＲＯＭ２２に格納されているファームウェア等を一時的に記憶する。
　無線モジュール２４は、無線ＬＡＮ通信のために必要な処理を行うように構成されたモジュールである。無線モジュール２４は、第１の基地局１０から有線モジュール２５を介して受信したＭＡＣフレームに対して物理層の処理を行ってＭＡＣフレームを無線信号に変換する。このとき、無線モジュール２４は、ＭＡＣフレームに物理ヘッダを付加する。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１フレームフォーマットでは、物理ヘッダは、ＰＬＣＰ(Physical Layer Convergence Protocol)プリアンブル及びＰＬＣＰヘッダを含む。また、無線モジュール２４は、物理ヘッダが付加されたＭＡＣフレームを無線信号に変換する。そして、無線モジュール２４は、無線信号を端末３０に送信する。また、無線モジュール２４は、端末３０から受信された無線信号からＭＡＣフレームを抽出する。
　有線モジュール２５は、第１の基地局１０との有線通信のために必要な処理を行うように構成されたモジュールである。例えば、有線モジュール２５は、第１の基地局１０とケーブルを介して接続されている。接続方式としては、同軸ケーブルやＲＯＦ（Radio on Fiber）等が考えられる。有線モジュール２５から送信された信号が第１の基地局１０で受信され、第１の基地局１０から送信された信号が有線モジュール２５で受信されるように構成されていれば、有線モジュール２５は、任意の有線通信方式で通信できるように構成されていてよい。
　図４は、端末３０の一例のハードウェア構成を示す図である。端末３０は、スマートフォン等の端末装置（ステーション）である。端末３０は、携帯端末であってもよいし、移動体に搭載される端末であってもよいし、固定された端末であってもよい。
　端末３０は、プロセッサ３１と、ＲＯＭ３２と、ＲＡＭ３３と、無線モジュール３４と、ディスプレイ３５と、ストレージ３６とを有している。
　プロセッサ３１は、端末３０の全体の制御をする処理装置である。プロセッサ３１は、例えばＣＰＵである。プロセッサ３１は、ＣＰＵに限るものではない。また、ＣＰＵに代えてＡＳＩＣ等が用いられてもよい。また、プロセッサ３１は、１つでなく、２つ以上であってもよい。
　ＲＯＭ３２は、読み出し専用の記憶装置である。ＲＯＭ３２は、端末３０の動作に必要なファームウェア、各種のプログラムを記憶する。
　ＲＡＭ３３は、任意に書き込みできる記憶装置である。ＲＡＭ３３は、プロセッサ３１のための作業エリアとして使用され、ＲＯＭ３２に格納されているファームウェア等を一時的に記憶する。
　無線モジュール３４は、無線ＬＡＮ通信のために必要な処理を行うように構成されたモジュールである。無線モジュール３４は、例えばプロセッサ３１から転送されたデータに対してＭＡＣ層の処理を行って無線通信のためのＭＡＣフレームを構成し、構成したＭＡＣフレームに対して物理層の処理を行ってＭＡＣフレームを無線信号に変換して第１の基地局１０宛てに送信する。後で説明するように、第１の基地局１０宛ての無線信号は、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃで受信され得る。また、無線モジュール３４は、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃから無線信号を受信し、受信した無線信号からデータを取り出して例えばプロセッサ２１に転送する。
　ディスプレイ３５は、各種の画面を表示する表示装置である。ディスプレイ３５は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等であってよい。また、ディスプレイ３５は、タッチパネルを備えていてもよい。
　ストレージ３６は、ハードディスク等の記憶装置である。ストレージ３６は、例えばプロセッサ３１によって実行される各種のアプリケーションを記憶する。
　図５は、第１の基地局１０、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと端末３０との通信の際のＭＡＣ層の処理を示す図である。図５のＭＡＣ層の処理は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従っている。図５では、送信側の処理と受信側の処理との両方が示されている。第１の基地局１０、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと端末３０のうちの一方の無線モジュールが送信側の処理をするとき、他方の無線モジュールが受信側の処理をする。以下の例では、送信側と受信側の無線モジュールを区別せずに記載する。
　まず、送信側の処理について説明する。ステップＳ１０において、無線モジュールは、Ａ－ＭＳＤＵアグリゲーションを行う。具体的には、無線モジュールは、ＬＬＣ層から入力される複数のＬＬＣパケットを結合してＡ－ＭＳＤＵ（Aggregate-MAC service data unit）を生成する。
　ステップＳ１１において、無線モジュールは、Ａ－ＭＳＤＵにシーケンスナンバー（ＳＮ）を割り当てる。シーケンスナンバーは、Ａ－ＭＳＤＵを特定するための一意の番号である。
　ステップＳ１２において、無線モジュールは、Ａ－ＭＳＤＵを複数のＭＰＤＵ（MAC protocol data unit）にフラグメント（分割）する。
　ステップＳ１３において、無線モジュールは、それぞれのＭＰＤＵを暗号化し、暗号化ＭＰＤＵを生成する。
　ステップＳ１４において、無線モジュールは、それぞれの暗号化ＭＰＤＵにＭＡＣヘッダと誤り検出符号（ＦＣＳ）とを付加する。誤り検出符号は、例えばＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号である。
　ステップＳ１５において、無線モジュールは、Ａ－ＭＰＤＵアグリゲーションを行う。具体的には、無線モジュールは、複数のＭＰＤＵを結合し、ＭＡＣフレームとしてのＡ－ＭＰＤＵ（Aggregate-MAC protocol data unit）を生成する。
　ステップＳ１５の後、無線モジュールは、ＭＡＣフレームに対して物理層の処理を行う。
　以上の送信側の処理において、送信側が第１の基地局１０、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃであるとき、第１の基地局１０の無線モジュール１６がステップＳ１１からステップＳ１５までのＭＡＣ層の処理を行う。一方、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの無線モジュール２４は、物理層の処理を行う。また、送信側が端末３０であるとき、端末３０の無線モジュール３４はステップＳ１０からステップＳ１５までのＭＡＣ層の処理と物理層の処理とを行う。
　次に、受信側の処理について説明する。無線信号が受信されると、無線モジュールは、物理層の処理を行って無線信号からＭＡＣフレームを抽出する。その後、無線モジュールは、図５に示すＭＡＣ層の処理を行う。
　ステップＳ２０において、無線モジュールは、Ａ－ＭＰＤＵデアグリゲーションを行う。具体的には、無線モジュールは、Ａ－ＭＰＤＵをＭＰＤＵの単位に分割する。
　ステップＳ２１において、無線モジュールは、誤り検出をする。例えば、無線モジュールは、ＣＲＣにより、無線信号の受信が成功したか否かを判定する。無線信号の受信が失敗したときには、無線モジュールは、再送要求をしてよい。このとき、無線モジュールは、ＭＰＤＵの単位で再送を要求してよい。一方、無線信号の受信が成功したときには、無線モジュールは、次の処理を行う。
　ステップＳ２２において、無線モジュールは、アドレス検出を行う。このとき、無線モジュールは、それぞれのＭＰＤＵのＭＡＣヘッダに記録されているアドレスにより、送られてきたＭＰＤＵが自分宛であるか否かを判定する。自分宛でないときには、無線モジュールは、次の処理を行わない。自分宛であるときには、無線モジュールは、次の処理を行う。
　ステップＳ２３において、無線モジュールは、暗号化されているＭＰＤＵを復号する。
　ステップＳ２４において、無線モジュールは、ＭＰＤＵに対してデフラグメントを行う。つまり、無線モジュールは、複数のＭＰＤＵからＡ－ＭＳＤＵを復元する。
　ステップＳ２５において、無線モジュールは、Ａ－ＭＳＤＵデアグリゲーションを行う。具体的には、無線モジュールは、Ａ－ＭＳＤＵをＭＳＤＵ単位のＬＬＣパケットを復元する。
　ステップＳ２５の後、無線モジュールは、ＬＬＣパケットをＭＡＣ層の上位層に出力する。上位層は、例えばＬＬＣ層である。
　以上の受信側の処理において、受信側が第１の基地局１０、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃであるとき、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの無線モジュール２４が物理層の処理とステップＳ２０からステップＳ２２までのＭＡＣ層の処理を行う。一方、第１の基地局１０の無線モジュール１６は、ステップＳ２３からステップＳ２５までのＭＡＣ層の処理を行う。また、受信側が端末３０であるとき、端末３０の無線モジュール３４は物理層の処理とステップＳ２０からステップＳ２５までのＭＡＣ層の処理とを行う。
　図６は、第１の基地局１０の機能ブロック図である。第１の基地局１０は、ＬＬＣ処理部１０１と、ＬＬＣインターフェイス（ＬＬＣ－ＩＦ）１０２と、ＭＡＣ処理部１０３と、ネットワークインターフェイス（ＮＷ－ＩＦ）１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃと、物理（ＰＨＹ）選択部１０５と、キャリアセンス制御部１０６とを有する。ＬＬＣ処理部１０１と、ＬＬＣインターフェイス（ＬＬＣ－ＩＦ）１０２と、ＭＡＣ処理部１０３と、ネットワークインターフェイス（ＮＷ－ＩＦ）１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃと、物理（ＰＨＹ）選択部１０５と、キャリアセンス制御部１０６とは、例えばプロセッサ１１、無線モジュール１６及び有線モジュール１７によって実現される。
　ＬＬＣ処理部１０１は、例えばネットワーク４０上のサーバから転送されたデータに対してＬＬＣ層の処理を行ってＬＬＣパケットを生成する。ＬＬＣ層の処理は、例えばデータに、ＤＳＡＰ（Destination Service Access Point）ヘッダ及びＳＳＡＰ（Source Service Access Point）ヘッダ等を付加する処理を含む。また、ＬＬＣ処理部１０１は、ＬＬＣパケットからデータを抽出し、抽出したデータを上位層に出力する。上位層は、例えばアプリケーション層である。
　ＬＬＣ－ＩＦ１０２は、ＬＬＣ処理部１０１とＭＡＣ処理部１０３との間の信号の仲介のためのインターフェイスである。ＬＬＣ－ＩＦ１０２は、例えばキューを有している。このキューは、ＬＬＣ処理部１０１で生成されたＬＬＣパケットを一時的に格納する。また、このキューは、ＭＡＣ処理部１０３でＭＡＣフレームから抽出されたＬＬＣパケットを一時的に格納する。
　ＭＡＣ処理部１０３は、第１の基地局１０からのデータの送信時には、ＬＬＣ－ＩＦ１０２を介して入力されるＬＬＣパケットからＭＡＣフレームを生成する。ＭＡＣフレームの生成は、図５で示したステップＳ１０からステップＳ１５の処理に従って行われる。また、ＭＡＣ処理部１０３は、ＮＷ－ＩＦ１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃから入力されたＭＡＣフレームのＭＡＣヘッダに基づいた処理を行ってＬＬＣパケットを抽出し、抽出したＬＬＣパケットをＬＬＣ－ＩＦ１０２に出力する。ＭＡＣフレームからのＬＬＣパケットの抽出は、図５で示したステップＳ２２からステップＳ２５の処理に従って行われる。なお、ＭＡＣ処理部１０３は、アクセスカテゴリ（ＡＣ）毎のキューを有していてもよい。アクセスカテゴリは、例えばＶＯ（Voice）、ＶＩ（Video）、ＢＥ（Best effort）、ＢＫ(Background)を含んでいてよい。
　ＮＷ－ＩＦ１０４Ａは、第１の基地局１０と第２の基地局２０Ａとの信号の通信に必要な処理を行う。ＮＷ－ＩＦ１０４Ｂは、第１の基地局１０と第２の基地局２０Ｂとの信号の通信に必要な処理を行う。ＮＷ－ＩＦ１０４Ｃは、第１の基地局１０と第２の基地局２０Ｃとの信号の通信に必要な処理を行う。ＮＷ－ＩＦ１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃは、例えば、それぞれキューを有している。このキューは、ＭＡＣ処理部１０３で生成された信号（ＭＡＣフレーム）を一時的に格納する。また、このキューは、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃのそれぞれから伝送された信号を一時的に格納する。また、ＮＷ－ＩＦ１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃは、それぞれの通信方式に応じた処理を行う。例えば、通信方式がＲＯＦであれば、ＮＷ－ＩＦ１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃは、ＥＯ変換（電気－光変換）を行って電気信号を光信号に変換し、この光信号を第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃのうちの目的の基地局に送信する。また、ＮＷ－ＩＦ１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃは、ＯＥ（光－電気変換）を行って第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃからの光信号を電気信号に変換し、この電気信号をＭＡＣ処理部１０３に出力する。また、ＮＷ－ＩＦ１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃは、対応する第２の基地局からのキャリアセンスを実施するための情報をキャリアセンス制御部１０６に出力する。
　ＰＨＹ選択部１０５は、キャリアセンス制御部１０６によって取得される第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃからのキャリアセンスを実施するための情報に従って、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの何れかの基地局を端末３０との通信に用いる基地局として選択する。ＰＨＹ選択部１０５の選択の詳細については後で説明する。
　キャリアセンス制御部１０６は、ＥＤＣＡ（Enhanced Distribution Channel Access）のための各種制御を行う。例えば、キャリアセンス制御部１０６は、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）を用いて第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと端末との間のチャネルの状態を判定する。チャネルの状態の判定は、ＮＷ－ＩＦ１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃを介して取得されるキャリアセンスを実施するための情報に基づいて行われる。そして、キャリアセンス制御部１０６は、チャネルの状態の判定結果をＰＨＹ選択部１０５に出力する。ここで、キャリアセンス制御部１０６は、ＡＣ毎のアクセスパラメータを有していてもよい。
　図７は、第２の基地局２０Ａの機能ブロック図である。第２の基地局２０Ｂ及び２０Ｃは、第２の基地局２０Ａと同様の機能を有していてよい。以下、第２の基地局２０Ｂ及び２０Ｃの機能は第２の基地局２０Ａと同一であるとし、第２の基地局２０Ｂ及び２０Ｃの機能についての説明を省略する。
　第２の基地局２０Ａは、ネットワークインターフェイス（ＮＷ－ＩＦ）２０１と、物理インターフェイス（ＰＨＹ－ＩＦ）２０２と、物理（ＰＨＹ）処理部２０３と、誤り検出部２０４と、ＡＣＫ生成部２０５とを有する。
　ＮＷ－ＩＦ２０１は、第２の基地局２０Ａと第１の基地局１０との通信に必要な処理を行う。ＮＷ－ＩＦ２０１は、キューを有している。このキューは、第１の基地局１０によって伝送された信号（ＭＡＣフレーム）を一時的に格納する。また、このキューは、誤り検出部２０４から出力された信号を一時的に格納する。また、ＮＷ－ＩＦ２０１は、通信方式に応じた処理を行う。例えば、通信方式がＲＯＦであれば、ＮＷ－ＩＦ２０１は、ＥＯ変換を行ってＰＨＹ－ＩＦ２０２からの電気信号を光信号に変換し、この光信号を第１の基地局１０に送信する。また、ＮＷ－ＩＦ２０１は、ＯＥ変換を行って第１の基地局１０からの光信号を電気信号に変換し、この電気信号をＰＨＹ－ＩＦ２０２に出力する。また、ＮＷ－ＩＦ２０１は、ＰＨＹ－ＩＦ２０２を介してＰＨＹ処理部２０３から送られてくるキャリアセンスを実施するための情報を逐次に第１の基地局１０に送信する。
　ＰＨＹ－ＩＦ２０２は、ＮＷ－ＩＦ２０１とＰＨＹ処理部２０３との間の信号の仲介のため、ＰＨＹ処理部２０３と誤り検出部２０４との間の信号の仲介のため及びＰＨＹ処理部２０３とＡＣＫ生成部２０５との間の信号の仲介のためのインターフェイスである。ＰＨＹ－ＩＦ２０２は、例えばキューを有している。このキューは、ＮＷ－ＩＦ２０１に一時的に格納されていた信号（ＭＡＣフレーム）を一時的に格納する。また、ＰＨＹ処理部２０３で抽出された信号を一時的に格納する。
　ＰＨＹ処理部２０３は、端末３０との無線ＬＡＮ通信のための物理層の処理を主に行う。例えば、ＰＨＹ処理部２０３は、ＰＨＹ－ＩＦ２０２に格納されているＭＡＣフレームに対して物理層の処理を行ってＭＡＣフレームを無線信号に変換し、無線信号を端末３０に送信する。また、ＰＨＹ処理部２０３は、キャリアセンスを実施するために必要な情報を測定し、第１の基地局１０に向けて通知する。キャリアセンスは、例えばＣＣＡ（Clear Channel Assessment）を用いて行われてよい。ＣＣＡは、ＰＨＹ処理部２０３における受信電力（ＲＳＳＩ）によってチャネルが空いているか否かを判定する手法である。この場合、ＰＨＹ処理部２０３は、ＲＳＳＩを測定する。前述したように、キャリアセンスを実施するために必要な情報は、第１の基地局１０のキャリアセンス制御部１０６に送られる。また、ＰＨＹ処理部２０３は、端末３０から受信された無線信号からＭＡＣフレームを抽出してＰＨＹ－ＩＦ２０２に出力する。また、ＰＨＹ処理部２０３は、ビーコンフレームをブロードキャスト送信する。ビーコンフレームに含まれるＭＡＣアドレスは、第１の基地局１０、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃで共通して用いられるＭＡＣアドレスである。
　誤り検出部２０４は、端末３０から送信されたデータが正しく受信されたか否かを判定するために、ＭＡＣフレームの誤りを検出する。誤り検出は、ＦＣＳを用いて行われる。誤りの検出は、ＭＰＤＵ単位で行われてもよい。誤り検出部２０４は、ＭＡＣフレームに誤りがないときには、そのＭＡＣフレームをＮＷ－ＩＦ２０１に出力し、ＡＣＫ生成部２０５に対して受信が正常に行われた旨のアクノリッジ（ＡＣＫ）を生成するようにリクエストをする。一方、誤り検出部２０４は、ＭＡＣフレームに誤りがあるときには、そのＭＡＣフレームを破棄する。
　ＡＣＫ生成部２０５は、誤り検出部２０４からのリクエストに応じたＡＣＫを生成し、生成したＡＣＫをＰＨＹ－ＩＦ２０２を介してＰＨＹ処理部２０３に出力する。この場合、ＰＨＹ処理部２０３は、端末３０にＡＣＫを送信する。ここで、ＡＣＫは、ブロックＡＣＫであってもよい。ブロックＡＣＫは、例えばＭＰＤＵ単位の受信確認応答のためのＡＣＫである。この場合には、ＭＡＣフレームに含まれるＭＰＤＵ単位のそれぞれのデータについての誤り検出の結果に従って誤り検出部２０４において作成されたビットマップに従ってブロックＡＣＫが生成される。
　次に、通信システム１の動作を説明する。まず、基地局（第１の基地局１０、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ）が無線信号を送信し、端末３０が無線信号を受信するときの動作を説明する。
　図８は、第１の基地局１０の一例の送信処理を示すフローチャートである。ステップＳ３１において、ＭＡＣ処理部１０３は、アプリケーション層等の上位層からＬＬＣ処理部１０１、ＬＬＣ－ＩＦ１０２を介して送信すべきデータが入力されたか否かを判定する。ステップＳ３１において、データが入力されていないと判定されたときには、図８の処理は終了する。ステップＳ３１において、データが入力されたと判定されたときには、処理はステップＳ３２に移行する。
　ステップＳ３２において、ＭＡＣ処理部１０３は、入力されたデータ（ＬＬＣパケット）に対して図５で示したＭＡＣ層の処理を行ってＭＡＣフレームを生成する。
　ステップＳ３３において、キャリアセンス制御部１０６は、ＮＷ－ＩＦ１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃを介して第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃから入力されるＲＳＳＩに基づいて空きチャネルを判定する。
　ステップＳ３４において、キャリアセンス制御部１０６は、キャリアセンス結果から、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃのうちの複数の基地局のチャネルが空いているか否かを判定する。例えば、キャリアセンス制御部１０６は、ＡＩＦＳ（Arbitration Inter Frame Space）にランダムバックオフ期間を加えたキャリアセンス期間に渡ってＰＨＹ処理部での受信電力が閾値を下回っている場合に、対応する基地局のチャネルは空き状態であると判定する。ここで、ＡＩＦＳは、無線信号の送信間隔を示すアクセスパラメータである。つまり、実施形態では、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃでアクセスパラメータが共通化されている。ステップＳ３４において、複数の基地局のチャネルが空いていると判定されたときには、処理はステップＳ３５に移行する。ステップＳ３４において、１つの基地局のチャネルだけが空いていると判定されたときには、キャリアセンス制御部１０６は、チャネルの空いている基地局の例えばＩＤをＰＨＹ選択部１０５に通知する。ＰＨＹ選択部１０５は、このＩＤを選択結果としてＭＡＣ処理部１０３に通知する。その後、処理はステップＳ４０に移行する。なお、ステップＳ３４において、すべての基地局のチャネルが空いていないと判定される場合もあり得る。この場合は、キャリアセンス制御部１０６は、処理を待機してよい。
　ステップＳ３５において、キャリアセンス制御部１０６は、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃのうちのチャネルの空いている基地局の何れかと対応するＮＷ－ＩＦを介してサウンディングフレームを送信する。なお、送信先となる端末に対してどの第２の基地局を使うべきかが対応付けられている場合には、サウンディングフレームを送信する必要はない。例えば、キャリアセンス制御部１０６又はＰＨＹ選択部１０５が、端末３０からの受信電力を第２の基地局毎に保持しておけば、複数の基地局でチャネルが空き状態と判定された場合に、受信電力の高いものを選択できる。
　ステップＳ３６において、キャリアセンス制御部１０６は、ＮＷ－ＩＦ１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃのうちのチャネルが空き状態の基地局と対応するそれぞれのＮＷ－ＩＦからサウンディング応答信号の受信結果を取得したか否かを判定する。この受信結果は、サウンディング応答信号の受信電力である。ステップＳ３６において、サウンディング応答信号の受信結果を取得していないと判定したとき、キャリアセンス制御部１０６は、処理を待機する。ステップＳ３６において、サウンディング応答信号の受信結果を取得したと判定されたときには、キャリアセンス制御部１０６は、それぞれの受信結果をＰＨＹ選択部１０５に出力する。この後、処理はステップＳ３７に移行する。
　ステップＳ３７において、ＰＨＹ選択部１０５は、サウンディング応答信号の受信結果に従って端末３０に対してデータを送信するために用いる基地局を選択する。例えば、ＰＨＹ選択部１０５は、サウンディング応答信号の受信電力の最も高い基地局を選択する。選択の後、ＰＨＹ選択部１０５は、選択した基地局の例えばＩＤを選択結果としてＭＡＣ処理部１０３に通知する。
　ステップＳ３８において、ＭＡＣ処理部１０３は、選択された基地局と対応するＮＷ－ＩＦを用いてＭＡＣフレームを送信する。
　ステップＳ３９において、ＭＡＣ処理部１０３は、ＡＣＫを受信したか否かを判定する。ステップＳ３９において、ＡＣＫを受信したと判定されたときには、図８の処理は終了する。ステップＳ３９において、ＡＣＫを受信していないと判定されたときには、ＭＡＣ処理部１０３は、処理を待機する。所定時間、ＡＣＫを受信していないと判定されたときには、タイムオーバーと判定されてよい。この場合、ＭＡＣ処理部１０３は、ＭＡＣフレームを再送してもよい。また、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃからの送信失敗の通知を受けることにより、ＭＡＣ処理部１０３は、ＭＡＣフレームを再送してもよい。
　ステップＳ４０において、ＭＡＣ処理部１０３は、選択された基地局と対応するＮＷ－ＩＦを用いてＭＡＣフレームを送信する。その後、処理はステップＳ３９に移行する。
　図９は、第２の基地局２０Ａの一例の送信処理を示すフローチャートである。第２の基地局２０Ｂ及び２０Ｃは、第２の基地局２０Ａと同様の動作をしていてよい。以下、第２の基地局２０Ｂ及び２０Ｃの動作は第２の基地局２０Ａと同一であるとし、第２の基地局２０Ｂ及び２０Ｃの動作についての説明を省略する。
　ステップＳ５１において、ＰＨＹ処理部２０３は、キャリアセンスを実施するための情報を取得する。例えばＰＨＹ処理部２０３は、ＣＣＡのためにＲＳＳＩを測定する。
　ステップＳ５２において、ＰＨＹ処理部２０３は、ＮＷ－ＩＦ２０１を用いてＣＣＡ結果を第１の基地局１０に送信する。
　ステップＳ５３において、ＰＨＹ処理部２０３は、ＭＡＣフレーム等の信号が入力されたか否かを判定する。ステップＳ５３において、信号が入力されていないと判定されたときには、ＰＨＹ処理部２０３は処理を待機する。ステップＳ５３において、信号が入力されたと判定されたときには、処理はステップＳ５４に移行する。
　ステップＳ５４において、ＰＨＹ処理部２０３は、無線信号を送信する。例えば、ＭＡＣフレームが入力されたときには、ＰＨＹ処理部２０３は、ＭＡＣフレームに対して物理層の処理を行ってＭＡＣフレームを無線信号に変換する。そして、ＰＨＹ処理部２０３は、無線信号を端末３０に送信する。また、サウンディングフレームが入力されたときには、ＰＨＹ処理部２０３は、物理層の処理を行ってサウンディングフレームを無線信号であるサウンディング信号に変換する。そして、ＰＨＹ処理部２０３は、サウンディング信号を端末３０に送信する。この場合、ＰＨＹ処理部２０３は、端末３０からのサウンディング応答フレームを含むサウンディング応答信号の受信を待つ。そして、サウンディング応答信号を受信したときには、ＰＨＹ処理部２０３は、サウンディング応答信号の受信結果を第１の基地局１０に送信する。受信結果は、例えばサウンディング応答信号の受信電力である。
　ステップＳ５５において、ＰＨＹ処理部２０３は、端末３０からのＡＣＫを受信したか否かを判定する。ステップＳ５５において、端末３０からのＡＣＫを受信したと判定されたときには、処理はステップＳ５６に移行する。ステップＳ５５において、ＡＣＫを受信していないと判定されたときには、ＭＡＣ処理部１０３は、処理を待機する。所定時間、ＡＣＫを受信していないと判定されたときには、タイムオーバーと判定されてよい。この場合、ＭＡＣ処理部１０３は、送信が失敗したことを第１の基地局１０に通知してもよい。
　ステップＳ５６において、ＰＨＹ処理部２０３は、ＮＷ－ＩＦ２０１を用いてＡＣＫを第１の基地局１０に送信する。その後、図９の処理は終了する。
　このように、無線信号の送信時において、第２の基地局２０Ａは、第１の基地局１０から受信されたＭＡＣフレームをそのまま無線信号に変換して端末３０に送信する。第２の基地局２０Ｂ、２０Ｃも同様である。
　以下、サウンディング信号を用いた基地局の選択についてさらに説明する。図１０は、図９で示した処理における、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０ＣのＰＨＹ処理部の状態の時間変化を示すタイミングチャートである。図１０の例では、第２の基地局２０Ａと第２の基地局２０Ｂとは、キャリアセンス期間内のＰＨＹ処理部２０３の受信電力が閾値を下回っていて空き状態である。一方、第２の基地局２０Ｃはキャリアセンス期間内にビジー状態になっている。
　このような結果を受けて、第１の基地局１０のキャリアセンス制御部１０６は、サウンディングフレームを送信する。サウンディングフレームを受けた基地局は、サウンディング信号を端末３０に送信する。図１０の例では、第２の基地局２０Ａがサウンディング信号（ＳＤ）を端末３０に送信している。
　サウンディング信号を受けた端末３０は、サウンディング応答信号（ＲＥ）を返す。サウンディング応答信号は、第２の基地局２０Ａと第２の基地局２０Ｂのそれぞれで受信される。第２の基地局２０Ａと第２の基地局２０ＢのそれぞれのＰＨＹ処理部２０３は、サウンディング応答信号の受信結果としての受信電力を測定する。そして、それぞれのＰＨＹ処理部２０３は、サウンディング応答信号の受信結果としての受信電力を第１の基地局１０に送信する。第１の基地局１０は、第２の基地局２０Ａと第２の基地局２０Ｂのそれぞれのサウンディング信号の受信結果に基づいてデータを送信するのに用いる基地局を選択する。図１０の例では、第２の基地局２０Ｂが選択されている。したがって、第２の基地局２０Ｂがデータを含む無線信号を端末３０に送信する。
　このように、実施形態では、基地局からのデータの送信時において複数の第２の基地局のチャネルが空いている状態には、そのうちの通信状況の最も良い第２の基地局がデータ送信のための基地局として選択される。
　次に、端末３０がデータを送信し、基地局（第１の基地局１０、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ）がデータを受信するときの動作を説明する。ここで、端末３０は、無線信号を送信する際に、宛先のＭＡＣアドレスとして第１の基地局１０、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃで共通して用いられるＭＡＣアドレスを指定する。端末３０によるデータの送信は、例えば基地局と同様のＥＤＣＡを用いて行われる。端末３０の詳細なデータ送信の動作についての説明は省略する。
　図１１は、第２の基地局２０Ａの一例の受信処理を示すフローチャートである。第２の基地局２０Ｂ及び２０Ｃは、第２の基地局２０Ａと同様の動作をしていてよい。以下、第２の基地局２０Ｂ及び２０Ｃの動作は第２の基地局２０Ａと同一であるとし、第２の基地局２０Ｂ及び２０Ｃの動作についての説明を省略する。
　ステップＳ７１において、ＰＨＹ処理部２０３は、無線信号を受信したか否かを判定する。ステップＳ７１において、無線信号を受信していないと判定されたとき、図１１の処理は終了する。ステップＳ７１において、無線信号を受信したと判定されたとき、処理はステップＳ７２に移行する。
　ステップＳ７２において、ＰＨＹ処理部２０３は、物理層の処理を行って無線信号からＭＡＣフレームを抽出する。そして、誤り検出部２０４は、ＭＡＣフレームのＦＣＳに基づいて誤り検出をする。
　ステップＳ７３において、誤り検出部２０４は、データに誤りがあったか否かを判定する。ステップＳ７３において、データに誤りがないと判定されたときには、処理はステップＳ７４に移行する。ステップＳ７３において、データに誤りがあると判定されたときには、誤り検出部２０４はそのデータを破棄する。この場合、図１１の処理は終了する。なお、誤り検出部２０４は、データに誤りがあるときには、そのデータが自局宛てであることを判定した上で、誤りがあったことを第１の基地局１０に通知してもよい。これにより、第１の基地局１０において再送要求の必要性の判定が行われ得る。
　ステップＳ７４において、誤り検出部２０４は、受信したデータが自局宛てであるか否かを判定する。すなわち、誤り検出部２０４は、ＭＡＣアドレスが、第１の基地局１０、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃで共通に使用されるアドレスであるか否かを判定する。ステップＳ７４において、受信したデータが自局宛てであると判定されたときには、処理はステップＳ７５に移行する。ステップＳ７４において、受信したデータが自局宛てでないと判定されたときには、誤り検出部２０４は、そのデータを破棄する。この場合、図１１の処理は終了する。
　ステップＳ７５において、誤り検出部２０４は、ＡＣＫを生成するようにＡＣＫ生成部２０５に指示をする。これを受けて、ＡＣＫ生成部２０５は、ＡＣＫを生成し、ＰＨＹ処理部２０３を用いてＡＣＫを端末３０に送信する。
　ステップＳ７６において、誤り検出部２０４は、ＮＷ－ＩＦ２０１を用いてＭＡＣフレームを第１の基地局１０に送信する。その後、図１１の処理は終了する。
　このように、無線信号の受信時において、誤りなくデータを受信でき、かつ、自局宛であるときには、第２の基地局２０Ａは、ＭＡＣフレームをそのまま第１の基地局１０に送信する。第２の基地局２０Ｂ、２０Ｃも同様である。
　図１２は、第１の基地局１０の一例の受信処理を示すフローチャートである。ステップＳ８１において、ＭＡＣ処理部１０３は、ＮＷ－ＩＦ１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃの少なくとも何れかを介してＭＡＣフレームが入力されたか否かを判定する。ステップＳ８１において、ＭＡＣフレームが入力されていないと判定されたときには、図１２の処理は終了する。ステップＳ８１において、ＭＡＣフレームが入力されたと判定されたときには、処理はステップＳ８２に移行する。
　ステップＳ８２において、ＭＡＣ処理部１０３は、複数のＭＡＣフレームが入力されたか否かを判定する。第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃのサービスエリアに重複エリアがあるとき、無線信号はこれらの複数の基地局で同時又はある時間差を伴って受信される可能性がある。この場合、ＭＡＣ処理部１０３には、複数の基地局から同じＭＡＣフレームが送られてくることになる。ステップＳ８２は、この状態の判定である。ステップＳ８２において、複数のＭＡＣフレームが入力されたと判定されたときには、処理はステップＳ８３に移行する。ステップＳ８２において、複数のＭＡＣフレームが入力されていないと判定されたときには、処理はステップＳ８４に移行する。なお、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃから受信したデータに誤りがあったことが通知されたときには、必要に応じて再送要求がされてもよい。
　ステップＳ８３において、ＭＡＣ処理部１０３は、何れかのＭＡＣフレームを選択する。例えば、ＭＡＣ処理部１０３は、最も高い受信電力で受信された基地局からのＭＡＣフレームを選択する。また、各基地局からは同じＭＡＣフレームが送信されてくるので、ＭＡＣ処理部１０３は、第２の基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの順といった予め決められた優先順位でＭＡＣフレームを選択してもよい。なお、複数の第２の基地局が同時にＡＣＫを送信することを回避するために、端末毎にプライマリとなる第２の基地局を定めておき、第２の基地局は、受信成功、宛先が自局、かつ、送信元が自分がプライマリとなっている端末である場合にＡＣＫを送信してもよい。どの第２の基地局をプライマリとするかについては、当該端末からの受信電力が最も高いものにすればよい。
　ステップＳ８４において、ＭＡＣ処理部１０３は、図５で示したＭＡＣ層の処理を行ってＬＬＣパケットを抽出する。そして、ＭＡＣ処理部１０３は、抽出したＬＬＣパケットをＬＬＣ処理部１０１に出力する。
　ステップＳ８５において、ＬＬＣ処理部１０１は、ＬＬＣパケットからデータを抽出する。
　ステップＳ８６において、ＬＬＣ処理部１０１は、抽出したデータを上位層に出力する。上位層は、例えばアプリケーション層である。その後、図１２の処理は終了する。
　以上説明したように実施形態によれば、１つの第１の基地局によって、１以上の第２の基地局のＭＡＣ層の処理が一括して行われる。これにより、第１の基地局と１以上の第２の基地局とを１つの基地局とみなすことができる。したがって、例えば、端末３０が第２の基地局２０Ａのサービスエリアから第２の基地局２０Ｂのサービスエリアに移動したときのハンドオーバ時の接続の切り替えは不要である。これにより、ハンドオーバ時の接続の切り替えに伴うオーバヘッドは減少する。実施形態では、第２の基地局の設置数を広げることにより、実質的にサービスエリアを広げることもできる。
　また、それぞれの第２の基地局は、受信したＭＡＣフレームの誤り検出を行う。これにより、第１の基地局で誤り検出が行われるよりも、時間制約が厳しいプロトコルにも対応できる。
　また、複数の第２の基地局のチャネルが空き状態であるときには、例えば、サウンディングの結果に従って、無線信号を送信するための１つの第２の基地局が選択される。これにより、最もチャネルの状態がよい基地局を用いて端末との通信が行われ得る。
　また、第１の基地局と第２の基地局との通信は、有線通信で行われる。これにより、第１の基地局と第２の基地局との通信が安定しやすい。
　［変形例］
　以下、実施形態の変形例を説明する。実施形態では、第１の基地局には、ＰＨＹ処理部が設けられていないとしている。つまり、実施形態では、第１の基地局は、端末とは直接的には無線通信をしない。これに対し、第１の基地局もＰＨＹ処理部を有していてもよい。
　また、実施形態では１つの第２の基地局に１つのＰＨＹ処理部が設けられている例が示されている。これに対し、例えば２．４ＧＨｚ帯のＰＨＹ処理部と、５ＧＨｚ帯のＰＨＹ処理部といった、複数の異なるＰＨＹ処理部が１つの第２の基地局に設けられていてもよい。この場合、キャリアセンスは、ＰＨＹ処理部毎に行われてよい。そして、ＰＨＹ選択部１０５は、ＰＨＹ処理部毎に得られたＣＣＡ結果に基づいて１つのＰＨＹ処理部を選択してよい。
　また、実施形態では、誤り検出は、第２の基地局で行われるとしている。これに対し、誤り検出は、第１の基地局で行われてもよい。この場合において、第１の基地局の誤り検出部は、３つの第２の基地局それぞれで受信したデータの誤りを検出する。そして誤り検出部は、これらのデータの誤りに応じたブロックＡＣＫを１つの第２の基地局から送信する。
　また、上述した実施形態による各処理は、コンピュータであるプロセッサに実行させることができるプログラムとして記憶させておくこともできる。この他、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の外部記憶装置の記憶媒体に格納して配布することができる。そして、プロセッサは、この外部記憶装置の記憶媒体に記憶されたプログラムを読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行することができる。
　なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
　１…通信システム
　１０…第１の基地局
　１１…プロセッサ
　１２…ＲＯＭ
　１３…ＲＡＭ
　１４…ＷＡＮモジュール
　１５…ルーティングモジュール
　１６…無線モジュール
　１７…有線モジュール
　２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…第２の基地局
　２１…プロセッサ
　２２…ＲＯＭ
　２３…ＲＡＭ
　２４…無線モジュール
　２５…有線モジュール
　３０…端末
　３１…プロセッサ
　３２…ＲＯＭ
　３３…ＲＡＭ
　３４…無線モジュール
　３５…ディスプレイ
　３６…ストレージ
　４０…ネットワーク
　１０１…ＬＬＣ処理部
　１０２…ＬＬＣ－ＩＦ
　１０３…ＭＡＣ処理部
　１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ…ＮＷ－ＩＦ
　１０５…ＰＨＹ選択部
　１０６…キャリアセンス制御部
　２０１…ＮＷ－ＩＦ
　２０２…ＰＨＹ－ＩＦ
　２０３…ＰＨＹ処理部
　２０４…誤り検出部
　２０５…ＡＣＫ生成部

Claims (10)

  1. 　第１の基地局と、少なくとも２つの第２の基地局とを有する基地局システムにおける前記第１の基地局として動作する基地局であって、
    　ＭＡＣ層の処理を行って前記第１の基地局と前記第２の基地局とで共通して用いられる第１のＭＡＣフレームを生成するＭＡＣ処理部と、
    　前記第１のＭＡＣフレームを前記第２の基地局に送信する通信処理部と、
    　を具備する基地局。
  2. 　前記通信処理部は、さらに、端末から前記第２の基地局に送信されたＭＡＣフレームであって前記第１の基地局と前記第２の基地局とで共通して用いられるＭＡＣアドレスを含む第２のＭＡＣフレームを前記第２の基地局から受信し、
    　前記ＭＡＣ処理部は、前記第２のＭＡＣフレームに対してＭＡＣ層の処理を行って前記第２のＭＡＣフレームからデータを抽出する、
    　請求項１に記載の基地局。
  3. 　それぞれの前記第２の基地局からのキャリアセンスを実施するための情報に基づき、前記第２の基地局で共通のアクセスパラメータを用いてそれぞれの前記第２の基地局のチャネルの空き状況を判定するキャリアセンス制御部をさらに具備する、請求項１又は２に記載の基地局。
  4. 　それぞれの前記第２の基地局のキャリアセンスを実施するための情報に基づき、前記第１のＭＡＣフレームの送信先の１つの前記第２の基地局を選択する物理選択部をさらに具備する、請求項１乃至３の何れか１項に記載の基地局。
  5. 　前記物理選択部は、
    　前記キャリアセンスを実施するための情報から、１つの前記第２の基地局にだけ空きチャネルがあるときには、空きチャネルを有する１つの前記第２の基地局を選択し、
    　前記キャリアセンスを実施するための情報から、２以上の前記第２の基地局に空きチャネルがあるときには、空きチャネルを有する２以上の前記第２の基地局の少なくともいずれかにサウンディングフレームを送信して２以上の前記第２の基地局の少なくともいずれかから前記サウンディングフレームを端末に送信させ、前記端末からのサウンディング応答フレームの受信結果を２以上の前記第２の基地局から受信し、受信したサウンディング応答フレームの受信結果に基づいて１つの前記第２の基地局を選択する、
    　請求項４に記載の基地局。
  6. 　前記通信処理部は、前記第１のＭＡＣフレームを有線で前記第２の基地局に送信する、請求項１乃至５の何れか１項に記載の基地局。
  7. 　第１の基地局と、少なくとも２つの第２の基地局とを有する基地局システムにおける前記第２の基地局として動作する基地局であって、
    　第１のＭＡＣフレームを前記第１の基地局から受信する通信処理部と、
    　物理層の処理を行って前記第１のＭＡＣフレームを含む無線信号を生成し、生成した無線信号を端末に送信する物理処理部と、
    　を具備する基地局。
  8. 　前記物理処理部は、さらに、前記第１の基地局と前記第２の基地局とで共通して用いられるＭＡＣアドレスを含む第２のＭＡＣフレームを含む無線信号を受信し、受信した無線信号に対して物理層の処理を行って前記無線信号から前記第２のＭＡＣフレームを抽出し、
    　前記基地局は、
    　前記第２のＭＡＣフレームの受信における誤りの有無を検出する誤り検出部と、
    　前記誤りの有無の結果に応じたアクノリッジを生成し、生成したアクノリッジを前記通信処理部を介して前記端末に送信するアクノリッジ生成部と、
    　をさらに具備する請求項７に記載の基地局。
  9. 　第１の基地局と、少なくとも２つの第２の基地局とを有する基地局システムであって、
    　前記第１の基地局は、
    　ＭＡＣ層の処理を行って前記第１の基地局と前記第２の基地局とで共通して用いられる第１のＭＡＣフレームを生成するＭＡＣ処理部と、
    　前記第１のＭＡＣフレームを前記第２の基地局に送信する第１の通信処理部と、
    　を具備し、
    　前記第２の基地局は、
    　前記第１のＭＡＣフレームを前記第１の基地局から受信する第２の通信処理部と、
    　物理層の処理を行って前記第１のＭＡＣフレームを含む無線信号を生成し、生成した無線信号を端末に送信する物理処理部と、
    　を具備する、
    　基地局システム。
  10. 　第１の基地局と、少なくとも２つの第２の基地局とを有する基地局システムにおける通信方法であって、
    　前記第１の基地局においてＭＡＣ層の処理を行って前記第１の基地局と前記第２の基地局とで共通して用いられる第１のＭＡＣフレームを生成することと、
    　前記第１のＭＡＣフレームを前記第１の基地局から前記第２の基地局に送信することと、
    　前記第２の基地局において、前記第１のＭＡＣフレームを前記第１の基地局から受信すること、
    　前記第２の基地局において物理層の処理を行って前記第１のＭＡＣフレームを含む無線信号を生成することと、
    　前記無線信号を端末に送信することと、
    　を具備する通信方法。
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