WO2022102484A1

WO2022102484A1 - 無線通信装置および無線通信システム

Info

Publication number: WO2022102484A1
Application number: PCT/JP2021/040478
Authority: WO
Inventors: 淳白川; 宏道留場; 秀夫難波
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2021-11-04
Publication date: 2022-05-19
Also published as: US20230389067A1; JP2023182869A

Abstract

本発明の一態様によれば、無線ＬＡＮ通信システムにおいて、アップリンクフレーム送信に使用するプライマリチャネルを、ダウンリンクフレーム送信使用するプライマリチャネルと異なるように設定することで、周波数利用効率を向上させることができる。３２０ＭＨｚ帯域幅のように広帯域周波数を使用したフレーム送受信可能な無線ＬＡＮ通信システムにおいて、アクセスポイント装置に接続する端末装置には、省電力動作する端末や、レガシー端末、ロースペック端末が含まれており、特に移行段階においては全帯域幅を使用したフレーム送受信を行う端末装置の割合がそれほど大きく無いことが考えられる。この場合、全帯域の中で特にプライマリチャネル周辺に無線フレームが集中し、フレーム送受信に使用できずに空きとなる無線チャネルが生じ、周波数利用効率が低くなる。

Description

無線通信装置および無線通信システム

　本発明の一態様は、無線通信装置および無線通信システムに関する。本出願は、２０２０年１１月１０日に日本に出願された特願２０２０－１８６９１３号に優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.）は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信の速度高速化、周波数利用効率化を実現するために無線ＬＡＮ標準規格であるＩＥＥＥ８０２．１１の仕様更新に継続して取り組んでいる。無線ＬＡＮでは、国・地域からの許可（免許）を必要とせずに使用することが可能なアンライセンスバンドを用いて、無線通信を行うことができる。家庭などの個人向け用途では、インターネットなどへのＷＡＮ（Wide Area Network）回線に接続するための回線終端装置に無線ＬＡＮアクセスポイント機能を含める、もしくは無線ＬＡＮアクセスポイント装置を回線終端装置に接続するなどして、住居内からのインターネットアクセスが無線化されてきた。つまり、スマートフォンやＰＣなどの無線ＬＡＮステーション装置は無線ＬＡＮアクセスポイント装置に接続して、インターネットにアクセスできる。

　２０２０年にはＩＥＥＥ８０２．１１ａｘの仕様策定が見込まれており、既に仕様ドラフトに準拠した無線ＬＡＮデバイスや、前記無線ＬＡＮデバイスを搭載したスマートフォンやＰＣ（Personal Computer）がＷｉ－Ｆｉ６（登録商標、Ｗｉ－Ｆｉ Allianceの認証を受けたＩＥＥＥ－８０２．１１ａｘ準拠品に対する呼称）対応製品として市場に登場している。そして、現在、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘの後継規格として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅの標準化活動が開始されている。無線ＬＡＮデバイスの急速な普及に伴い、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅ標準化においては、無線ＬＡＮデバイスの過密配置環境においてユーザあたりの更なるスループット向上の検討が行われている。

　一方、欧州においてはＥＴＳＩ（European Telecommunications Standards Institute）が、米国においてはＦＣＣ（Federal Communications Commission）が６ＧＨｚ帯（５．９３５～７．１２５ＧＨｚ）をアンライセンスバンドとして使用できるように検討しており、その他の世界各国においても同様の検討が進んでいる。このことは、無線ＬＡＮが２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚに追加して６ＧＨｚ帯も使用可能となる見込みがでてきたということである。対象周波数拡大に対応するために、Ｗｉ－Ｆｉ AllianceはＷｉ－Ｆｉ６の拡張版であるＷｉ－Ｆｉ６Ｅ（登録商標）を策定し、６ＧＨｚ帯使用するとしている。

　６ＧＨｚ帯とは正確には５．９３５～７．１２５ＧＨｚの周波数であり、帯域幅としては合計で約１．２ＧＨｚを新たに使用可能になり、つまりは、８０ＭＨｚ幅チャネル換算で１４個のチャネル分が、１６０ＭＨｚ幅チャネル換算で７個のチャネル分が増加することとなる。潤沢な周波数リソースを使用できることとなるため、一つの無線ＬＡＮ通信システム（後述するＢＳＳと同等）が使用可能である最大のチャネル帯域幅は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘの１６０ＭＨｚから、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅでは２倍の３２０ＭＨｚに広げることが検討されている（非特許文献１参照）。

IEEE　802.11-20／0693-01-00be、May．2020

　３２０ＭＨｚ帯域幅に対応したアクセスポイント装置は、最大３２０ＭＨｚ帯域幅のフレーム送受信に対応した無線ＬＡＮ通信システムを構成することができる。ステーション装置は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ準拠装置であれば８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚの何れか、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘに準拠であれば、２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚの何れかの帯域幅で動作する。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ準拠装置の２０ＭＨｚ帯域幅動作は、ＩｏＴ（Internet of Things）用途などに求められる低消費電力性能やや製造コスト削減したロースペック装置をサポートすることが目的となる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅ準拠装置は、２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚ、２４０ＭＨｚ、３２０ＭＨｚの何れかで動作することが想定される。

　特に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅ準拠の３２０ＭＨｚ帯域幅対応アクセスポイント装置が市場に出て無線通信システムが構築されたとしても、接続するステーション装置の割合はＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ以下の占める割合が大きく、つまりは３２０ＭＨｚ帯域幅のうち実質的には１６０ＭＨｚ帯域幅しか使用されないことが多いと予想される。その後、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅ準拠ステーション装置が市場に出てきて、市場及びフィールドで実使用されるＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅ準拠ステーション装置の割合も増加していくだろう。しかし、製造コストを抑えるために一部のステーション装置は最大１６０ＭＨｚもしくは８０ＭＨｚまでしかサポートしないことも考えられる。また、例え３２０ＭＨｚ帯域幅をサポートするステーション装置であっても、省電力動作のために、時間帯によっては１６０ＭＨｚもしくは８０ＭＨｚなど帯域幅を絞って動作し、常には３２０ＭＨｚ帯域幅を使用し続けるわけではないことも考えられる。つまり、３２０ＭＨｚ帯域幅で運用される無線ＬＡＮ通信システムであっても、実際には、１６０ＭＨｚ帯域幅は頻繁に使用されるが、残りの１６０ＭＨｚ帯域幅は空く傾向となり、使用帯域（チャネル）に偏りが生じて全体として周波数を有効活用できない問題が生じる。

　上述した課題を解決するための本発明の一態様に係る通信装置および通信方法は、次の通りである。

　（１）すなわち、本発明の一態様に係る通信装置は、複数のサブチャネルから構成される無線チャネルを使用してアクセスポイント装置と通信するステーション装置であって、第１のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレームを受信する受信部と、第２のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレームを送信する送信部、とを備え、前記第２のサブチャネルは前記第１のサブチャネルとは異なる。

　（２）また、本発明の一態様に係る通信装置は、上記（１）に記載され、前記アクセスポイント装置が決定して報知チャネルで通知するサブチャネルを、前記第２のサブチャネルとする。

　（３）また、本発明の一態様に係る通信装置は、上記（１）に記載され、前記ステーション装置が決定したサブチャネルを、前記第２のサブチャネルとする。

　（４）また、本発明の一態様に係る通信装置は、上記（１）に記載され、前記ステーション装置が決定したサブチャネルは、前記アクセスポイント装置の承諾を得た後に、前記アクセスポイント装置が決定して報知チャネルで通知するサブチャネルを置き換えて、前記第２のサブチャネルとする。

　（５）また、本発明の一態様に係る通信装置は、上記（１）に記載され、前記無線チャネル内において、前記第２のサブチャネルは、周波数軸において前記第１のサブチャネルから最も遠くに位置するように決定する。

　（６）また、本発明の一態様に係る通信装置は、上記（１）に記載され、前記無線チャネル内において、使用頻度の低いサブチャネルを前記第２のサブチャネルとする。

　（７）また、本発明の一態様に係る通信装置は、上記（１）に記載され、前記アクセスポイント装置が前記第１のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレーム送信中に、前記ステーション装置が前記第２のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレーム送信する。

　（８）また、本発明の一態様に係る通信装置は、上記（１）に記載され、前記アクセスポイント装置が前記第１のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレーム受信中に、前記ステーション装置が前記第２のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレーム送信する。

　（９）本発明の一態様に係る通信装置は、複数のサブチャネルから構成される無線チャネルを使用して端末装置と通信するアクセスポイント装置であって、第１のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレームを送信する送信部と、第２のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレームを受信する受信部、とを備え、前記第２のサブチャネルは、前記第１のサブチャネルとは異なる。

　（１０）本発明の一態様に係る無線通信システムは、複数のサブチャネルから構成される無線チャネルを使用し、アクセスポイント装置と、前記アクセスポイント装置と通信する端末装置、から構成される無線通信システムであって、第１のサブチャネルをプライマリチャネルとするダウンリンク通信と、第２のサブチャネルをプライマリチャネルとするアップリンク通信、を実施し、前記第２のサブチャネルは、前記第１のサブチャネルとは異なる。

　本発明の一態様によれば、広帯域幅の周波数を使用可能な無線通信システムにおいて、全帯域幅を使用した無線通信を実施しない端末装置の割合が多くとも、使用される無線チャネルの偏りを緩和し、各サブチャネルの使用頻度の平滑化に寄与し、全体として周波数有効利用度を向上させることができる。

本発明の一態様に係るフレーム構成の一例を示す図である。本発明の一態様に係るフレーム構成の一例を示す図である。本発明の一態様に係る通信の一例を示す図である。本発明の一態様に係る無線リソースの分割例を示す概要図である。本発明の一態様に係る通信システムの一構成例を示す図である。本発明の一態様に係る無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。本発明の一態様に係る無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。本発明の一態様に係る符号化方式の一例を示す概要図である。本発明の一態様に係るフレーム構成の一例を示す図である。本発明の一態様に係るフレームのアドレスに関係する情報の一例である。本発明の一態様に係るフレーム送受信を示す図である。本発明の一態様に係るフレーム送受信を示す図である。本発明の一態様に係るフレーム送受信を示す図である。本発明の一態様に係るフレーム送受信を示す図である。本発明の一態様に係るフレーム送受信を示す図である。

　本実施形態における通信システムは、無線送信装置（アクセスポイント装置、基地局装置: Access point、基地局装置）、および複数の無線受信装置（ステーション装置、端末装置: station、端末装置）を備える。また、基地局装置と端末装置とで構成されるネットワークを基本サービスセット（BSS: Basic service set、管理範囲）と呼ぶ。また、本実施形態に係るステーション装置は、アクセスポイント装置の機能を備えることができる。同様に、本実施形態に係るアクセスポイント装置は、ステーション装置の機能を備えることができる。そのため、以下では、単に通信装置と述べた場合、該通信装置は、ステーション装置とアクセスポイント装置の両方を示すことができる。

　ＢＳＳ内の基地局装置および端末装置は、それぞれＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier sense multiple access with collision avoidance）に基づいて、通信を行なうものとする。本実施形態においては、基地局装置が複数の端末装置と通信を行なうインフラストラクチャモードを対象とするが、本実施形態の方法は、端末装置同士が通信を直接行なうアドホックモードでも実施可能である。アドホックモードでは、端末装置が、基地局装置の代わりとなりＢＳＳを形成する。アドホックモードにおけるＢＳＳを、ＩＢＳＳ（Independent Basic Service Set）とも呼称する。以下では、アドホックモードにおいてＩＢＳＳを形成する端末装置を、基地局装置とみなすこともできる。本実施形態の方法は、端末装置同士が通信を直接行なうＷｉＦｉ　Ｄｉｒｅｃｔ（登録商標）でも実施可能である。ＷｉＦｉ　Ｄｉｒｅｃｔでは、端末装置が、基地局装置の代わりとなりGroupを形成する。以下では、ＷｉＦｉ　ＤｉｒｅｃｔにおいてGroupを形成するGroup ownerの端末装置を、基地局装置とみなすこともできる。

　ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、各装置は、共通のフレームフォーマットを持った複数のフレームタイプの送信フレームを送信することが可能である。送信フレームは、物理（Physical：ＰＨＹ）層、媒体アクセス制御（Medium access control：ＭＡＣ）層、論理リンク制御（LLC: Logical Link Control）層、でそれぞれ定義されている。

　ＰＨＹ層の送信フレームは、物理プロトコルデータユニット（PPDU: PHY protocol data unit、物理層フレーム）と呼ばれる。ＰＰＤＵは、物理層での信号処理を行なうためのヘッダ情報等が含まれる物理層ヘッダ（PHYヘッダ）と、物理層で処理されるデータユニットである物理サービスデータユニット（PSDU: PHY service data unit、ＭＡＣ層フレーム）等から構成される。ＰＳＤＵは無線区間における再送単位となるＭＡＣプロトコルデータユニット（MPDU: MAC protocol data unit）が複数集約された集約ＭＰＤＵ（A-MPDU: Aggregated MPDU）で構成されることが可能である。

　ＰＨＹヘッダには、信号の検出・同期等に用いられるショートトレーニングフィールド（STF: Short training field）、データ復調のためのチャネル情報を取得するために用いられるロングトレーニングフィールド（LTF: Long training field）などの参照信号と、データ復調のための制御情報が含まれているシグナル（Signal：ＳＩＧ）などの制御信号が含まれる。また、ＳＴＦは、対応する規格に応じて、レガシーＳＴＦ（L-STF: Legacy-STF）や、高スループットＳＴＦ（HT-STF: High throughput-STF）や、超高スループットＳＴＦ（VHT-STF: Very high throughput-STF）や、高効率ＳＴＦ（HE-STF: High efficiency-STF）や、超高スループットＳＴＦ（EHT-STF：Extremely High Throughput-STF）等に分類され、ＬＴＦやＳＩＧも同様にＬ－ＬＴＦ、ＨＴ－ＬＴＦ、ＶＨＴ－ＬＴＦ、ＨＥ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＨＴ－ＳＩＧ、ＶＨＴ－ＳＩＧ、ＨＥ－ＳＩＧ、ＥＨＴ－ＳＩＧに分類される。ＶＨＴ－ＳＩＧは更にＶＨＴ－ＳＩＧ－Ａ１とＶＨＴ－ＳＩＧ－Ａ２とＶＨＴ－ＳＩＧ－Ｂに分類される。同様に、ＨＥ－ＳＩＧは、ＨＥ－ＳＩＧ－Ａ１～４と、ＨＥ－ＳＩＧ－Ｂに分類される。また、同一規格における技術更新を想定し、追加の制御情報が含まれているＵｎｉｖｅｒｓａｌ　ＳＩＧＮＡＬ（U-SIG）フィールドが含まれることができる。

　さらに、ＰＨＹヘッダは当該送信フレームの送信元のＢＳＳを識別する情報（以下、ＢＳＳ識別情報とも呼称する）を含むことができる。ＢＳＳを識別する情報は、例えば、当該ＢＳＳのＳＳＩＤ（Service Set Identifier）や当該ＢＳＳの基地局装置のＭＡＣアドレスであることができる。また、ＢＳＳを識別する情報は、ＳＳＩＤやＭＡＣアドレス以外の、ＢＳＳに固有な値（例えばＢＳＳ　Ｃｏｌｏｒ等）であることができる。

　ＰＰＤＵは対応する規格に応じて変調される。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格であれば、直交周波数分割多重（OFDM: Orthogonal frequency division multiplexing）信号に変調される。

　ＭＰＤＵはＭＡＣ層での信号処理を行なうためのヘッダ情報等が含まれるＭＡＣ層ヘッダ（MAC header）と、ＭＡＣ層で処理されるデータユニットであるＭＡＣサービスデータユニット（MSDU: MAC service data unit）もしくはフレームボディ、ならびにフレームに誤りがないかをどうかをチェックするフレーム検査部（Frame check sequence：ＦＣＳ）で構成されている。また、複数のＭＳＤＵは集約ＭＳＤＵ（A-MSDU: Aggregated MSDU）として集約されることも可能である。

　ＭＡＣ層の送信フレームのフレームタイプは、装置間の接続状態などを管理するマネジメントフレーム、装置間の通信状態を管理するコントロールフレーム、および実際の送信データを含むデータフレームの３つに大きく分類され、それぞれは更に複数種類のサブフレームタイプに分類される。コントロールフレームには、受信完了通知（Ack: Acknowledge）フレーム、送信要求（RTS: Request to send）フレーム、受信準備完了（CTS: Clear to send）フレーム等が含まれる。マネジメントフレームには、ビーコン（Beacon）フレーム、プローブ要求（Probe request）フレーム、プローブ応答（Probe response）フレーム、認証（Authentication）フレーム、接続要求（Association request）フレーム、接続応答（Association response）フレーム等が含まれる。データフレームには、データ（Data）フレーム、ポーリング（CF-poll）フレーム等が含まれる。各装置は、ＭＡＣヘッダに含まれるフレームコントロールフィールドの内容を読み取ることで、受信したフレームのフレームタイプおよびサブフレームタイプを把握することができる。

　なお、Ａｃｋには、Ｂｌｏｃｋ　Ａｃｋが含まれても良い。Ｂｌｏｃｋ　Ａｃｋは、複数のＭＰＤＵに対する受信完了通知を実施可能である。

　ビーコンフレームには、ビーコンが送信される周期（Beacon interval）やＳＳＩＤを記載するフィールド（Field）が含まれる。基地局装置は、ビーコンフレームを周期的にＢＳＳ内に報知することが可能であり、端末装置はビーコンフレームを受信することで、端末装置周辺の基地局装置を把握することが可能である。端末装置が基地局装置より報知されるビーコンフレームに基づいて基地局装置を把握することを受動的スキャニング（Passive scanning）と呼ぶ。一方、端末装置がプローブ要求フレームをＢＳＳ内に報知することで、基地局装置を探査することを能動的スキャニング（Active scanning）と呼ぶ。基地局装置は該プローブ要求フレームへの応答としてプローブ応答フレームを送信することが可能であり、該プローブ応答フレームの記載内容は、ビーコンフレームと同等である。

　端末装置は基地局装置を認識したあとに、該基地局装置に対して接続処理を行なう。接続処理は認証（Authentication）手続きと接続（Association）手続きに分類される。端末装置は接続を希望する基地局装置に対して、認証フレーム（認証要求）を送信する。基地局装置は、認証フレームを受信すると、該端末装置に対する認証の可否などを示すステータスコードを含んだ認証フレーム（認証応答）を該端末装置に送信する。端末装置は、該認証フレームに記載されたステータスコードを読み取ることで、自装置が該基地局装置に認証を許可されたか否かを判断することができる。なお、基地局装置と端末装置は認証フレームを複数回やり取りすることが可能である。

　端末装置は認証手続きに続いて、基地局装置に対して接続手続きを行なうために、接続要求フレームを送信する。基地局装置は接続要求フレームを受信すると、該端末装置の接続を許可するか否かを判断し、その旨を通知するために、接続応答フレームを送信する。接続応答フレームには、接続処理の可否を示すステータスコードに加えて、端末装置を識別するためのアソシエーション識別番号（AID: Association identifier）が記載されている。基地局装置は接続許可を出した端末装置にそれぞれ異なるＡＩＤを設定することで、複数の端末装置を管理することが可能となる。

　接続処理が行われたのち、基地局装置と端末装置は実際のデータ伝送を行なう。ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、分散制御機構（DCF: Distributed Coordination Function）と集中制御機構（PCF: Point Coordination Function）、およびこれらが拡張された機構（拡張分散チャネルアクセス（EDCA: Enhanced distributed channel access）や、ハイブリッド制御機構(HCF: Hybrid coordination function)等）が定義されている。以下では、基地局装置が端末装置にＤＣＦで信号を送信する場合を例にとって説明する。

　ＤＣＦでは、基地局装置および端末装置は、通信に先立ち、自装置周辺の無線チャネルの使用状況を確認するキャリアセンス（CS: Carrier sense）を行なう。例えば、送信局である基地局装置は予め定められたクリアチャネル評価レベル（ＣＣＡレベル: Clear channel assessment level）よりも高い信号を該無線チャネルで受信した場合、該無線チャネルでの送信フレームの送信を延期する。以下では、該無線チャネルにおいて、ＣＣＡレベル以上の信号が検出される状態をビジー（Busy）状態、ＣＣＡレベル以上の信号が検出されない状態をアイドル（Idle）状態と呼ぶ。このように、各装置が実際に受信した信号の電力（受信電力レベル）に基づいて行なうＣＳを物理キャリアセンス（物理CS）と呼ぶ。なおＣＣＡレベルをキャリアセンスレベル（CS level）、もしくはＣＣＡ閾値（CCA threshold：ＣＣＡＴ）とも呼ぶ。なお、基地局装置および端末装置は、ＣＣＡレベル以上の信号を検出した場合は、少なくともＰＨＹ層の信号を復調する動作に入る。

　基地局装置は送信する送信フレームに種類に応じたフレーム間隔（IFS: Inter frame space）だけキャリアセンスを行ない、無線チャネルがビジー状態かアイドル状態かを判断する。基地局装置がキャリアセンスする期間は、これから基地局装置が送信する送信フレームのフレームタイプおよびサブフレームタイプによって異なる。ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、期間の異なる複数のＩＦＳが定義されており、最も高い優先度が与えられた送信フレームに用いられる短フレーム間隔（SIFS: Short IFS）、優先度が比較的高い送信フレームに用いられるポーリング用フレーム間隔（PCF IFS: ＰＩＦＳ）、最も優先度の低い送信フレームに用いられる分散制御用フレーム間隔（DCF IFS: ＤＩＦＳ）などがある。基地局装置がＤＣＦでデータフレームを送信する場合、基地局装置はＤＩＦＳを用いる。

　基地局装置はＤＩＦＳだけ待機したあとで、フレームの衝突を防ぐためのランダムバックオフ時間だけ更に待機する。ＩＥＥＥ８０２．１１システムにおいては、コンテンションウィンドウ（CW: Contention window）と呼ばれるランダムバックオフ時間が用いられる。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、ある送信局が送信した送信フレームは、他送信局からの干渉が無い状態で受信局に受信されることを前提としている。そのため、送信局同士が同じタイミングで送信フレームを送信してしまうと、フレーム同士が衝突してしまい、受信局は正しく受信することができない。そこで、各送信局が送信開始前に、ランダムに設定される時間だけ待機することで、フレームの衝突が回避される。基地局装置はキャリアセンスによって無線チャネルがアイドル状態であると判断すると、ＣＷのカウントダウンを開始し、ＣＷが０となって初めて送信権を獲得し、端末装置に送信フレームを送信できる。なお、ＣＷのカウントダウン中に基地局装置がキャリアセンスによって無線チャネルをビジー状態と判断した場合は、ＣＷのカウントダウンを停止する。そして、無線チャネルがアイドル状態となった場合、先のＩＦＳに続いて、基地局装置は残留するＣＷのカウントダウンを再開する。

　次に、フレーム受信の詳細について説明する。受信局である端末装置は、送信フレームを受信し、該送信フレームのＰＨＹヘッダを読み取り、受信した送信フレームを復調する。そして、端末装置は復調した信号のＭＡＣヘッダを読み取ることで、該送信フレームが自装置宛てのものか否かを認識することができる。なお、端末装置は、ＰＨＹヘッダに記載の情報（例えばVHT-SIG-Aの記載されるグループ識別番号(GID: Group identifier, Group ID)）に基づいて、該送信フレームの宛先を判断することも可能である。

　端末装置は、受信した送信フレームが自装置宛てのものと判断し、そして誤りなく送信フレームを復調できた場合、フレームを正しく受信できたことを示すＡＣＫフレームを送信局である基地局装置に送信しなければならない。ＡＣＫフレームは、ＳＩＦＳ期間の待機だけ（ランダムバックオフ時間は取られない）で送信される最も優先度の高い送信フレームの一つである。基地局装置は端末装置から送信されるＡＣＫフレームの受信をもって、一連の通信を終了する。なお、端末装置がフレームを正しく受信できなかった場合、端末装置はＡＣＫを送信しない。よって基地局装置は、フレーム送信後、一定期間（ＳＩＦＳ＋ＡＣＫフレーム長）の間、受信局からのＡＣＫフレームを受信しなかった場合、通信は失敗したものとして、通信を終了する。このように、ＩＥＥＥ８０２．１１システムの１回の通信（バーストとも呼ぶ）の終了は、ビーコンフレームなどの報知信号の送信の場合や、送信データを分割するフラグメンテーションが用いられる場合などの特別な場合を除き、必ずＡＣＫフレームの受信の有無で判断されることになる。

　端末装置は、受信した送信フレームが自装置宛てのものではないと判断した場合、ＰＨＹヘッダ等に記載されている該送信フレームの長さ（Length）に基づいて、ネットワークアロケーションベクタ（NAV: Network allocation vector）を設定する。端末装置は、ＮＡＶに設定された期間は通信を試行しない。つまり、端末装置は物理ＣＳによって無線チャネルがビジー状態と判断した場合と同じ動作をＮＡＶに設定された期間行なうことになるから、ＮＡＶによる通信制御は仮想キャリアセンス（仮想CS）とも呼ばれる。ＮＡＶは、ＰＨＹヘッダに記載の情報に基づいて設定される場合に加えて、隠れ端末問題を解消するために導入される送信要求（RTS: Request to send）フレームや、受信準備完了（CTS: Clear to send）フレームによっても設定される。

　各装置がキャリアセンスを行ない、自律的に送信権を獲得するＤＣＦに対して、ＰＣＦは、ポイントコーディネータ（PC: Point coordinator）と呼ばれる制御局が、ＢＳＳ内の各装置の送信権を制御する。一般に基地局装置がＰＣとなり、ＢＳＳ内の端末装置の送信権を獲得することになる。

　ＰＣＦによる通信期間には、非競合期間（CFP: Contention free period）と競合期間（CP: Contention period）が含まれる。ＣＰの期間は、前述してきたＤＣＦに基づいて通信が行われ、ＰＣが送信権を制御するのはＣＦＰの期間となる。ＰＣである基地局装置は、ＣＦＰの期間（CFP Max duration）などが記載されたビーコンフレームをＰＣＦの通信に先立ちＢＳＳ内に報知する。なお、ＰＣＦの送信開始時に報知されるビーコンフレームの送信にはＰＩＦＳが用いられ、ＣＷを待たずに送信される。該ビーコンフレームを受信した端末装置は、該ビーコンフレームに記載されたＣＦＰの期間をＮＡＶに設定する。以降、ＮＡＶが経過する、もしくはＣＦＰの終了をＢＳＳ内に報知する信号（例えばCF-endを含んだデータフレーム）が受信されるまでは、端末装置はＰＣより送信される送信権獲得をシグナリングする信号（例えばCF-pollを含んだデータフレーム）を受信した場合のみ、送信権を獲得可能である。なお、ＣＦＰの期間内では、同一ＢＳＳ内でのパケットの衝突は発生しないから、各端末装置はＤＣＦで用いられるランダムバックオフ時間を取らない。

　無線媒体は複数のリソースユニット（Resource unit：ＲＵ）に分割されることができる。図４は無線媒体の分割状態の１例を示す概要図である。例えば、リソース分割例１では、無線通信装置は無線媒体である周波数リソース（サブキャリア）を９個のＲＵに分割することができる。同様に、リソース分割例２では、無線通信装置は無線媒体であるサブキャリアを５個のＲＵに分割することができる。当然ながら、図４に示すリソース分割例はあくまで１例であり、例えば、複数のＲＵはそれぞれ異なるサブキャリア数によって構成されることも可能である。また、ＲＵとして分割される無線媒体には周波数リソースだけではなく空間リソースも含まれることができる。無線通信装置（例えばＡＰ）は、各ＲＵに異なる端末装置宛てのフレームを配置することで、複数の端末装置（例えば複数のＳＴＡ）に同時にフレームを送信することができる。ＡＰは、無線媒体の分割の状態を示す情報（Resource allocation information）を、共通制御情報として、自装置が送信するフレームのＰＨＹヘッダに記載することができる。更に、ＡＰは、各ＳＴＡ宛てのフレームが配置されたＲＵを示す情報（resource unit assignment information）を、固有制御情報として、自装置が送信するフレームのＰＨＹヘッダに記載することができる。

　また、複数の端末装置（例えば複数のＳＴＡ）は、それぞれ割り当てられたＲＵにフレームを配置して送信することで、同時にフレームを送信することができる。複数のＳＴＡは、ＡＰから送信されるトリガ情報を含んだフレーム（Trigger frame：ＴＦ）を受信した後、所定の期間待機したのち、フレーム送信を行なうことができる。各ＳＴＡは、該ＴＦに記載の情報に基づいて自装置に割り当てられたＲＵを把握することができる。また、各ＳＴＡは、該ＴＦを基準としたランダムアクセスによりＲＵを獲得することができる。

　ＡＰは、１つのＳＴＡに複数のＲＵを同時に割り当てることができる。該複数のＲＵは、連続するサブキャリアで構成されることも出来るし、不連続のサブキャリアで構成されることも出来る。ＡＰは、１つのＳＴＡに割り当てた複数のＲＵを用いて、１つのフレームを送信することが出来るし、複数のフレームをそれぞれ異なるＲＵに割り当てて送信することができる。該複数のフレームの少なくとも１つは、Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎを送信する複数の端末装置に対する共通の制御情報を含むフレームであることができる。

　１つのＳＴＡは、ＡＰより複数のＲＵを割り当てられることができる。ＳＴＡは、割り当てられた複数のＲＵを用いて、１つのフレームを送信することができる。また、ＳＴＡは割り当てられた複数のＲＵを用いて、複数のフレームをそれぞれ異なるＲＵに割り当てて送信することができる。該複数のフレームは、それぞれ異なるフレームタイプのフレームであることができる。

　ＡＰは、１つのＳＴＡに複数のＡＩＤを割り当てることができる。ＡＰは、１つのＳＴＡに割り当てた複数のＡＩＤに対して、それぞれＲＵを割り当てることができる。ＡＰは、１つのＳＴＡに割り当てた複数のＡＩＤに対して、それぞれ割り当てたＲＵを用いて、それぞれ異なるフレームを送信することができる。該異なるフレームは、それぞれ異なるフレームタイプのフレームであることができる。

　１つのＳＴＡは、ＡＰより複数のＡＩＤを割り当てられることができる。１つのＳＴＡは割り当てられた複数のＡＩＤに対して、それぞれＲＵを割り当てられることができる。１つのＳＴＡは、自装置に割り当てられた複数のＡＩＤにそれぞれ割り当てられたＲＵは、全て自装置に割り当てられたＲＵと認識し、該割り当てられた複数のＲＵを用いて、１つのフレームを送信することができる。また、１つのＳＴＡは、該割り当てられた複数のＲＵを用いて、複数のフレームを送信することができる。このとき、該複数のフレームには、それぞれ割り当てられたＲＵに関連付けられたＡＩＤを示す情報を記載して送信することができる。ＡＰは、１つのＳＴＡに割り当てた複数のＡＩＤに対して、それぞれ割り当てたＲＵを用いて、それぞれ異なるフレームを送信することができる。該異なるフレームは、異なるフレームタイプのフレームであることができる。

　以下では、基地局装置、端末装置を総称して、無線通信装置もしくは通信装置とも呼称する。また、ある無線通信装置が別の無線通信装置と通信を行う際にやりとりされる情報をデータ（data）とも呼称する。つまり、無線通信装置は、基地局装置及び端末装置を含む。

　無線通信装置は、ＰＰＤＵを送信する機能と受信する機能のいずれか、または両方を備える。図１は、無線通信装置が送信するＰＰＤＵ構成の一例を示した図である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応するＰＰＤＵはＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ及びＤａｔａフレーム（ＭＡＣ　Ｆｒａｍｅ、ＭＡＣフレーム、ペイロード、データ部、データ、情報ビット等）を含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格に対応するＰＰＤＵはＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＨＴ－ＳＩＧ、ＨＴ－ＳＴＦ、ＨＴ－ＬＴＦ及びＤａｔａフレームを含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格に対応するＰＰＤＵはＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＶＨＴ－ＳＩＧ－Ａ、ＶＨＴ－ＳＴＦ、ＶＨＴ－ＬＴＦ、ＶＨＴ－ＳＩＧ－Ｂ及びＭＡＣフレームの一部あるいは全てを含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ標準で検討されているＰＰＤＵは、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、Ｌ－ＳＩＧが時間的に繰り返されたＲＬ－ＳＩＧ、ＨＥ－ＳＩＧ－Ａ、ＨＥ－ＳＴＦ、ＨＥ－ＬＴＦ、ＨＥ－ＳＩＧ－Ｂ及びＤａｔａフレームの一部あるいは全てを含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅ標準で検討されているＰＰＤＵは、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＲＬ－ＳＩＧ、Ｕ－ＳＩＧ、ＥＨＴ－ＳＩＧ、ＥＨＴ－ＳＴＦ、ＨＥＴ－ＬＴＦ及びＤａｔａフレームの一部あるいは全てを含んだ構成である。

　図１中の点線で囲まれているＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ及びＬ－ＳＩＧはＩＥＥＥ８０２．１１規格において共通に用いられる構成である（以下では、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ及びＬ－ＳＩＧをまとめてＬ－ヘッダとも呼称する）。例えばＩＥＥＥ　８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃ規格に対応するＰＰＤＵ内のＬ－ヘッダを適切に受信することが可能である。ＩＥＥＥ　８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃ規格に対応するＰＰＤＵを、ＩＥＥＥ　８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応するＰＰＤＵとみなして受信することができる。

　ただし、ＩＥＥＥ　８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置はＬ－ヘッダの後に続く、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃ規格に対応するＰＰＤＵを復調することができないため、送信アドレス（ＴＡ：Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ　Ａｄｄｒｅｓｓ）や受信アドレス（ＲＡ：Ｒｅｃｅｉｖｅｒ　Ａｄｄｒｅｓｓ）やＮＡＶの設定に用いられるＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに関する情報を復調することができない。

　ＩＥＥＥ　８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置が適切にＮＡＶを設定する（あるいは所定の期間受信動作を行う）ための方法として、ＩＥＥＥ８０２．１１は、Ｌ－ＳＩＧにＤｕｒａｔｉｏｎ情報を挿入する方法を規定している。Ｌ－ＳＩＧ内の伝送速度に関する情報（ＲＡＴＥ　ｆｉｅｌｄ、Ｌ－ＲＡＴＥ　ｆｉｅｌｄ、Ｌ－ＲＡＴＥ、Ｌ＿ＤＡＴＡＲＡＴＥ、Ｌ＿ＤＡＴＡＲＡＴＥ　ｆｉｅｌｄ）、伝送期間に関する情報（ＬＥＮＧＴＨ　ｆｉｅｌｄ、Ｌ－ＬＥＮＧＴＨ　ｆｉｅｌｄ、Ｌ－ＬＥＮＧＴＨ）は、ＩＥＥＥ　８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置が適切にＮＡＶを設定するために使用される。

　図２は、Ｌ－ＳＩＧに挿入されるＤｕｒａｔｉｏｎ情報の方法の一例を示す図である。図２においては、一例としてＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格に対応するＰＰＤＵ構成を示しているが、ＰＰＤＵ構成はこれに限定されない。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格に対応のＰＰＤＵ構成及びＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格に対応するＰＰＤＵ構成でも良い。ＴＸＴＩＭＥは、ＰＰＤＵの長さに関する情報を備え、ａＰｒｅａｍｂｌｅＬｅｎｇｔｈは、プリアンブル（Ｌ－ＳＴＦ＋Ｌ－ＬＴＦ）の長さに関する情報を備え、ａＰＬＣＰＨｅａｄｅｒＬｅｎｇｔｈは、ＰＬＣＰヘッダ（Ｌ－ＳＩＧ）の長さに関する情報を備える。Ｌ＿ＬＥＮＧＴＨは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の互換性をとるために設定される仮想的な期間であるＳｉｇｎａｌ　Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ、Ｌ＿ＲＡＴＥに関連するＮｏｐｓ、１シンボル（ｓｙｍｂｏｌ，ＯＦＤＭ　ｓｙｍｂｏｌ等）の期間に関する情報であるａＳｙｍｂｏｌＬｅｎｇｔｈ、ＰＬＣＰ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　ｆｉｅｌｄが含むビット数を示すａＰＬＣＰＳｅｒｖｉｃｅＬｅｎｇｔｈ、畳みこみ符号のテールビット数を示すａＰＬＣＰＣｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌＴａｉｌＬｅｎｇｔｈに基づいて算出される。無線通信装置は、Ｌ＿ＬＥＮＧＴＨを算出し、Ｌ－ＳＩＧに挿入することができる。また、無線通信装置は、Ｌ－ＳＩＧ　Ｄｕｒａｔｉｏｎを算出することができる。Ｌ－ＳＩＧ　Ｄｕｒａｔｉｏｎは、Ｌ＿ＬＥＮＧＴＨを含むＰＰＤＵと、その応答として宛先の無線通信装置より送信されることが期待されるＡｃｋとＳＩＦＳの期間を合計した期間に関する情報を示す。

　図３は、Ｌ－ＳＩＧ　ＴＸＯＰ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎにおける、Ｌ－ＳＩＧ　Ｄｕｒａｔｉｏｎの一例を示した図である。ＤＡＴＡ（フレーム、ペイロード、データ等）は、ＭＡＣフレームとＰＬＣＰヘッダの一部または両方から構成される。また、ＢＡはＢｌｏｃｋ　Ａｃｋ、またはＡｃｋである。ＰＰＤＵは、Ｌ－ＳＴＦ，Ｌ－ＬＴＦ，Ｌ－ＳＩＧを含み、さらにＤＡＴＡ，ＢＡ、ＲＴＳあるいはＣＴＳのいずれかまたはいずれか複数を含んで構成されることができる。図３に示す一例では、ＲＴＳ／ＣＴＳを用いたＬ－ＳＩＧ　ＴＸＯＰ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎを示しているが、ＣＴＳ－ｔｏ－Ｓｅｌｆを用いても良い。ここで、ＭＡＣ　Ｄｕｒａｔｉｏｎは、Ｄｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤ　ｆｉｅｌｄの値によって示される期間である。また、ＩｎｉｔｉａｔｏｒはＬ－ＳＩＧ　ＴＸＯＰ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ期間の終了を通知するためにＣＦ＿Ｅｎｄフレームを送信することができる。

　続いて、無線通信装置が受信するフレームからＢＳＳを識別する方法について説明する。無線通信装置が、受信するフレームからＢＳＳを識別するためには、ＰＰＤＵを送信する無線通信装置が当該ＰＰＤＵにＢＳＳを識別するための情報（ＢＳＳ　ｃｏｌｏｒ，ＢＳＳ識別情報、ＢＳＳに固有な値）を挿入することが好適である。ＢＳＳ　ｃｏｌｏｒを示す情報は、ＨＥ－ＳＩＧ－Ａに記載されることが可能である。

　無線通信装置は、Ｌ－ＳＩＧを複数回送信する（Ｌ－ＳＩＧ　Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）ことができる。例えば、受信側の無線通信装置は、複数回送信されるＬ－ＳＩＧをＭＲＣ（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｒａｔｉｏ　Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を用いて受信することで、Ｌ－ＳＩＧの復調精度が向上する。さらに無線通信装置は、ＭＲＣによりＬ－ＳＩＧを正しく受信完了した場合に、当該Ｌ－ＳＩＧを含むＰＰＤＵがＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格に対応するＰＰＤＵであると解釈することができる。

　無線通信装置は、ＰＰＤＵの受信動作中も、当該ＰＰＤＵ以外のＰＰＤＵの一部（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１により規定されるプリアンブル、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、ＰＬＣＰヘッダ等）の受信動作を行うことができる（二重受信動作とも呼称する）。無線通信装置は、ＰＰＤＵの受信動作中に、当該ＰＰＤＵ以外のＰＰＤＵの一部を検出した場合に、宛先アドレスや、送信元アドレスや、ＰＰＤＵあるいはＤＡＴＡ期間に関する情報の一部または全部を更新することができる。

　Ａｃｋ及びＢＡは、応答（応答フレーム）とも呼称されることができる。また、プローブ応答や、認証応答、接続応答を応答と呼称することができる。
［１．第１の実施形態］

　図５は、本実施形態に係る無線通信システムの一例を示した図である。無線通信システム３－１は、無線通信装置１－１及び無線通信装置２－１～２－３を備えている。なお、無線通信装置１－１を基地局装置１－１とも呼称し、無線通信装置２－１～２－３を端末装置２－１～３とも呼称する。また、無線通信装置２－１～２－３および端末装置２－１～２－３を、無線通信装置１－１に接続されている装置として、無線通信装置２Ａおよび端末装置２Ａとも呼称する。無線通信装置１－１及び無線通信装置２Ａは、無線接続されており、お互いにＰＰＤＵの送受信を行うことができる状態にある。また、本実施形態に係る無線通信システムは、無線通信システム３－１の他に無線通信システム３－２を備えてもよい。無線通信システム３－２は、無線通信装置１－２及び無線通信装置２－４～６を備えている。なお、無線通信装置１－２を基地局装置１－２とも呼称し、無線通信装置２－４～６を端末装置２－４～６とも呼称する。また、また、無線通信装置２－４～６および端末装置２－４～６を、無線通信装置１－２に接続されている装置として、無線通信装置２Ｂおよび端末装置２Ｂとも呼称する。無線通信システム３－１、無線通信システム３－２は異なるＢＳＳを形成するが、これはＥＳＳ（Extended Service Set）が異なることを必ずしも意味していない。ＥＳＳは、ＬＡＮ（Local Area Network）を形成するサービスセットを示している。つまり、同じＥＳＳに属する無線通信装置は、上位層から同一のネットワークに属しているとみなされることができる。また、ＢＳＳはＤＳ（Distribution System）を介して結合されてＥＳＳを形成する。なお、無線通信システム３－１、３－２のそれぞれは、さらに複数の無線通信装置を備えることも可能である。

　図５において、以下の説明においては、無線通信装置２Ａが送信する信号は、無線送信装置１－１および無線通信装置２Ｂには到達する一方で、無線通信装置１－２には到達しないものとする。つまり、無線通信装置２Ａがあるチャネルを使って信号を送信すると、無線通信装置１－１と、無線通信装置２Ｂは、当該チャネルをビジー状態と判断する一方で、無線通信装置１－２は、当該チャネルをアイドル状態と判断する。また、無線通信装置２Ｂが送信する信号は、無線送信装置１－２および無線通信装置２Ａには到達する一方で、無線通信装置１－１には到達しないものとする。つまり、無線通信装置２Ｂがあるチャネルを使って信号を送信すると、無線通信装置１－２と、無線通信装置２Ａは、当該チャネルをビジー状態と判断する一方で、無線通信装置１－１は、当該チャネルをアイドル状態と判断する。

　ＩＥＥＥ８０２．１１システムにおいては、前記送信権の獲得は２０ＭＨｚ帯域幅毎に実施されることを、図１１を用いて更に説明する。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘのアクセスポイント装置により、各々２０ＭＨｚ帯域幅のＣＨ１～ＣＨ４から、合計８０ＭＨｚ帯域幅を使用する無線通信システムが構築されているとする。ＣＨ１～ＣＨ４の何れかがプライマリチャネル（Primary channel）として設定され、このプライマリチャネルでのバックオフ時間のカウントとキャリアセンスとに基づいた送信権の獲得が、他のチャネルにおける送信権の獲得にも影響する。例えば、ＣＨ１がプライマリチャネルに設定される場合、ＣＨ１と隣接するＣＨ２をセカンダリチャネル（Secondary channel）、ＣＨ１とＣＨ２の組み合わせを４０ＭＨｚプライマリチャネル（４０ＭＨｚ Primary channel）、４０ＭＨｚプライマリチャネルに隣接するＣＨ３とＣＨ４の組み合わせを４０ＭＨｚセカンダリチャネル（４０ＭＨｚ Secondary channel）のように呼称する。

　プライマリチャネルがＣＨ１に設定されているとして、ステーション装置２－１がアクセスポイント装置１－１にフレーム送信する場合のフレーム送信手順の例について説明する。ステーション装置２－１はＣＨ１でランダムバックオフ時間をおいてキャリアセンス実行して無線チャネルがアイドル状態であると判断すると、ＣＨ１上にＲＴＳフレーム１１－１１を送信し、同じタイミングで同等のフレームをＣＨ２～ＣＨ４にＲＴＳフレーム１１－１２～１４として送信する。ＲＴＳフレームを受信したアクセスポイント装置１－１は、ＣＨ１～ＣＨ４の無線チャネル状況を確認してアイドル状態であると判断すると、そのことを示すＣＴＳフレーム１１－２１～１１－２４をＣＨ１～ＣＨ４のそれぞれに送信し、ステーション装置２－１が受信する。ステーション装置は、ＣＨ１～ＣＨ４の無線チャネルを使用可能と判断して、データフレーム１１－３１～１１－３４を送信する。つまり、チャネル帯域幅８０ＭＨｚ全体を使用してデータフレーム送信できる。

　一方、ステーション装置２－１がＲＴＳフレームを送信しても、ＣＨ１～ＣＨ４の全てでＣＴＳフレームを受信できない場合がある。例えば、ＣＨ１～ＣＨ４のそれぞれでＲＴＳフレーム１１－４１～１１－４４を受信したアクセスポイント装置１－１が、無線チャネル状況を確認してＣＨ３とＣＨ４のみがアイドル状態であると判断し、ＣＨ３とＣＨ４のみにＣＴＳフレーム（１１－５３、１１－５４）を送信する場合である。ステーション装置２－１は、プライマリチャネルであるＣＨ１でＣＴＳフレームを受信できない場合には、ＣＨ１～ＣＨ４の全てでデータフレーム送信をすることができない。つまり、データフレーム送信可否の判断は、プライマリチャネルの状況に依存する。

　その他の例として、プライマリチャネルであるＣＨ１ではＣＴＳフレームを受信するが、ＣＨ１～ＣＨ４の全てではＣＴＳフレームを受信できない場合もある。例えば、ＣＨ１～ＣＨ４のそれぞれでＲＴＳフレーム１１－６１～１１－６４を受信したアクセスポイント装置が、無線チャネル状況を確認してＣＨ１とＣＨ２のみがアイドル状態であると判断し、ＣＨ１とＣＨ２のみにＣＴＳフレーム（１１－７１、１１－７２）を送信する場合である。ステーション装置２－１は、プライマリチャネルであるＣＨ１でＣＴＳフレームを受信したためデータフレーム送信可能ではあるものの、ＣＨ１とＣＨ２のみがアイドル状態であることを理解し、データフレーム１１－８１と１１－８２を送信する。つまり、８０ＭＨｚ帯域幅のうち、４０ＭＨｚ帯域幅しか使用できない。

　図９にＭＡＣ Frameのフォーマットの例を示す。ここでのＭＡＣ Frameとは、図１におけるDataフレーム（ＭＡＣ Frame、ＭＡＣフレーム、ペイロード、データ部、データ、情報ビット等）、図２におけるＭＡＣ Frameのことを指す。ＭＡＣ Frameは、Frame Control、Duration／ＩＤ、Address１、Address２、Address３、Sequence Control、Address４、ＱｏＳ Control、ＨＴ Control、Frame Body、ＦＣＳを含んでいる。

　図１０は、図９に含まれるAddress１、Address２、Address３、Address４のフィールドに書き込まれるアドレスを、ＦｒｏｍＤＳとＴｏＤＳの値に応じた場合分けをして表にまとめている。ＦｒｏｍＤＳ、ＴｏＤＳの情報は、図９におけるFrameControlフィールドに含まれる。ＦｒｏｍＤＳの値は、フレームがＤＳから送信される場合に１、ＤＳ以外から送信される場合に０となる。ＴｏＤＳの値は、フレームがＤＳに受信される場合に１、ＤＳ以外に受信される場合に０となる。なお、ＳＡはSource Address（送信元アドレス、参照元アドレス）を、ＤＡはDestination Address（宛先アドレス、転送先アドレス）のことを指す。図１０の表はＦｒｏｍＤＳとＴｏＤＳの値に応じて、Address１～Address４の意味が変わることを示している。なお、ＴｏＤＳが0かつＦｒｏｍＤＳが0の場合にAddress1は「ＲＡ」と「ＤＡ」を「＝」で結んで「ＲＡ＝ＤＡ」と表示しているが、これはＲＡとＤＡが同じアドレスであることを示している。その他の組み合わせにおいても、「＝」で結ばれるアドレスは同じであることを示している。

　図６は、無線通信装置１－１、１－２、２Ａ、２Ｂ（以下では、まとめて無線通信装置１００００－１とも呼称）の装置構成の一例を示した図である。無線通信装置１００００－１は、上位層部（上位層処理ステップ）１０００１－１と、自律分散制御部（自律分散制御ステップ）１０００２－１と、送信部（送信ステップ）１０００３－１と、受信部（受信ステップ）１０００４－１と、アンテナ部１０００５－１と、を含んだ構成である。

　上位層部１０００１－１は、他のネットワークと接続され、自律分散制御部１０００２－１にトラフィックに関する情報を通知することができる。トラフィックに関する情報とは、例えば、他の無線通信装置宛ての情報であっても良いし、マネジメントフレームやコントロールフレームに含まれる制御情報でも良い。

　図７は、自律分散制御部１０００２－１の装置構成の一例を示した図である。自律分散制御部１０００２－１は、ＣＣＡ部（ＣＣＡステップ）１０００２ａ－１と、バックオフ部（バックオフステップ）１０００２ｂ－１と、送信判断部（送信判断ステップ）１０００２ｃ－１とを含んだ構成である。

　ＣＣＡ部１０００２ａ－１は、受信部から通知される、無線リソースを介して受信する受信信号電力に関する情報と、受信信号に関する情報（復号後の情報を含む）のいずれか一方、または両方を用いて、当該無線リソースの状態判断（ｂｕｓｙまたはｉｄｌｅの判断を含む）を行うことができる。ＣＣＡ部１０００２ａ－１は、当該無線リソースの状態判断情報を、バックオフ部１０００２ｂ－１及び送信判断部１０００２ｃ－１に通知することができる。

　バックオフ部１０００２ｂ－１は、無線リソースの状態判断情報を用いて、バックオフを行うことができる。バックオフ部１０００２ｂ－１は、ＣＷを生成し、カウントダウン機能を有する。例えば、無線リソースの状態判断情報がｉｄｌｅを示す場合に、ＣＷのカウントダウンを実行し、無線リソースの状態判断情報がｂｕｓｙを示す場合に、ＣＷのカウントダウンを停止することができる。バックオフ部１０００２ｂ－１は、ＣＷの値を送信判断部１０００２ｃ－１に通知することができる。

　送信判断部１０００２ｃ－１は、無線リソースの状態判断情報、またはＣＷの値のいずれか一方、あるいは両方を用いて送信判断を行う。例えば、無線リソースの状態判断情報がｉｄｌｅを示し、ＣＷの値が０の時に送信判断情報を送信部１０００３－１に通知することができる。また、無線リソースの状態判断情報がｉｄｌｅを示す場合に送信判断情報を送信部１０００３－１に通知することができる。

　送信部１０００３－１は、物理層フレーム生成部（物理層フレーム生成ステップ）１０００３ａ－１と、無線送信部（無線送信ステップ）１０００３ｂ－１とを含んだ構成である。物理層フレーム生成部１０００３ａ－１は、送信判断部１０００２ｃ－１から通知される送信判断情報に基づき、物理層フレーム（ＰＰＤＵ）を生成する機能を有する。物理層フレーム生成部１０００３ａ－１は、上位層から送られる送信フレームに対して誤り訂正符号化、変調、プレコーディングフィルタ乗算等を施す。物理層フレーム生成部１０００３ａ－１は、生成した物理層フレームを無線送信部１０００３ｂ－１に通知する。

　図８は本実施形態に係る物理フレーム生成部の誤り訂正符号化の一例を示す図である。図８に示すように、斜線の領域には、情報ビット（システマティックビット）系列、白抜きの領域には冗長（パリティ）ビット系列が配置される。情報ビットおよび冗長ビットはそれぞれ適切にビットインターリーバが適用されている。物理フレーム生成部は配置されたビット系列に対し、リダンダンシーバージョン（ＲＶ）の値に応じて決定される開始位置として、必要なビット数を読み出すことができる。ビット数を調整することで符号化率の柔軟な変更、すなわちパンクチャリングが可能となる。なお、図８においては、ＲＶは全部で４通りが示されているが、本実施形態に係る誤り訂正符号化において、ＲＶの選択肢は、特定の値に限定されるものではない。ＲＶの位置については、ステーション装置間で共有されている必要がある。

　物理層フレーム生成部は、ＭＡＣレイヤから転送されてきた情報ビットに対して、誤り訂正符号化を施すが、誤り訂正符号化を施す単位（符号化ブロック長）は何かに限定されるものではない。例えば、物理層フレーム生成部は、ＭＡＣレイヤから転送されてきた情報ビット系列を所定の長さの情報ビット系列に分割し、それぞれに誤り訂正符号化を施し、複数の符号化ブロックとすることができる。なお、符号化ブロックを構成する際に、ＭＡＣレイヤから転送されてきた情報ビット系列にダミービットを挿入することもできる。

　物理層フレーム生成部１０００３ａ－１が生成するフレームには、制御情報が含まれる。該制御情報には、各無線通信装置宛てのデータが、どのＲＵ（ここでＲＵには周波数リソースと空間リソースの両方を含む）に配置されているかを示す情報が含まれる。また、物理層フレーム生成部１０００３ａ－１が生成するフレームには、宛先端末である無線通信装置にフレーム送信を指示するトリガーフレームが含まれる。該トリガーフレームには、フレーム送信を指示された無線通信装置がフレームを送信する際に用いるＲＵを示す情報が含まれている。

　無線送信部１０００３ｂ－１は、物理層フレーム生成部１０００３ａ－１が生成する物理層フレームを、無線周波数（RF: Radio Frequency）帯の信号に変換し、無線周波数信号を生成する。無線送信部１０００３ｂ－１が行う処理には、デジタル・アナログ変換、フィルタリング、ベースバンド帯からＲＦ帯への周波数変換等が含まれる。

　受信部１０００４－１は、無線受信部（無線受信ステップ）１０００４ａ－１と、信号復調部（信号復調ステップ）１０００４ｂ－１を含んだ構成である。受信部１０００４－１は、アンテナ部１０００５－１が受信するＲＦ帯の信号から受信信号電力に関する情報を生成する。受信部１０００４－１は、受信信号電力に関する情報と、受信信号に関する情報をＣＣＡ部１０００２ａ－１に通知することができる。

　無線受信部１０００４ａ－１は、アンテナ部１０００５－１が受信するＲＦ帯の信号をベースバンド信号に変換し、物理層信号（例えば、物理層フレーム）を生成する機能を有する。無線受信部１０００４ａ－１が行う処理には、ＲＦ帯からベースバンド帯への周波数変換処理、フィルタリング、アナログ・デジタル変換が含まれる。

　信号復調部１０００４ｂ－１は、無線受信部１０００４ａ－１が生成する物理層信号を復調する機能を有する。信号復調部１０００４ｂ－１が行う処理には、チャネル等化、デマッピング、誤り訂正復号化等が含まれる。信号復調部１０００４ｂ－１は、物理層信号から、例えば、物理層ヘッダが含む情報と、ＭＡＣヘッダが含む情報と、送信フレームが含む情報とを取り出すことができる。信号復調部１０００４ｂ－１は、取り出した情報を上位層部１０００１－１に通知することができる。なお、信号復調部１０００４ｂ－１は、物理層ヘッダが含む情報と、ＭＡＣヘッダが含む情報と、送信フレームが含む情報のいずれか、あるいは全てを取り出すことができる。

　アンテナ部１０００５－１は、無線送信部１０００３ｂ－１が生成する無線周波数信号を、無線装置０－１に向けて、無線空間に送信する機能を有する。また、アンテナ部１０００５－１は、無線装置０－１から送信される無線周波数信号を受信する機能を有する。

　無線通信装置１００００－１は、送信するフレームのＰＨＹヘッダやＭＡＣヘッダに、自装置が無線媒体を利用する期間を示す情報を記載することにより、自装置周辺の無線通信装置に当該期間だけＮＡＶを設定させることができる。例えば、無線通信装置１００００－１は送信するフレームのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドまたはＬｅｎｇｔｈフィールドに当該期間を示す情報を記載することができる。自装置周辺の無線通信装置に設定されたＮＡＶ期間を、無線通信装置１００００－１が獲得したＴＸＯＰ期間（もしくは単にＴＸＯＰ）と呼ぶこととする。そして、該ＴＸＯＰを獲得した無線通信装置１００００－１を、ＴＸＯＰ獲得者（TXOP holder、TXOPホルダー）と呼ぶ。無線通信装置１００００－１がＴＸＯＰを獲得するために送信するフレームのフレームタイプは何かに限定されるものではなく、コントロールフレーム（例えばＲＴＳフレームやＣＴＳ－ｔｏ－ｓｅｌｆフレーム）でも良いし、データフレームでも良い。

　ＴＸＯＰホルダーである無線通信装置１００００－１は、該ＴＸＯＰの間で、自装置以外の無線通信装置に対して、フレームを送信することができる。無線通信装置１－１がＴＸＯＰホルダーであった場合、該ＴＸＯＰの期間内で、無線通信装置１－１は無線通信装置２Ａに対してフレームを送信することができる。また、無線通信装置１－１は、該ＴＸＯＰ期間内で、無線通信装置２Ａに対して、無線通信装置１－１宛てのフレーム送信を指示することができる。無線通信装置１－１は、該ＴＸＯＰ期間内で、無線通信装置２Ａに対して、無線通信装置１－１宛てのフレーム送信を指示する情報を含むトリガーフレームを送信することができる。

　無線通信装置１－１は、フレーム送信を行なう可能性のある全通信帯域（例えばOperation bandwidth)に対してＴＸＯＰを確保してもよいし、実際にフレームを送信する通信帯域（例えばTransmission bandwidth）等の特定の通信帯域（Band）に対して確保してもよい。

　無線通信装置１－１が獲得したＴＸＯＰの期間内でフレーム送信の指示を行なう無線通信装置は、必ずしも自装置に接続されている無線通信装置には限定されない。例えば、無線通信装置は、自装置の周辺にいる無線通信装置にＲｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎフレームなどのマネジメントフレームや、ＲＴＳ／ＣＴＳフレーム等のコントロールフレームを送信させるために、自装置に接続されていない無線通信装置に、フレームの送信を指示することができる。

　さらに、ＤＣＦとは異なるデータ伝送方法であるＥＤＣＡにおけるＴＸＯＰについても説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１e規格はＥＤＣＡに関わるもので、映像伝送やＶｏＩＰなどの各種サービスのためのＱｏＳ（Quality of Service）保証の観点からＴＸＯＰについて規定されている。サービスは大きくは、ＶＯ（VOice）、ＶＩ（VIdeo）、ＢＥ（Best Effort）、ＢＫ（BacK ground）の４つのアクセスカテゴリに分類されている。一般的には、優先度の高い方からＶＯ、ＶＩ、ＢＥ、ＢＫの順番である。それぞれのアクセスカテゴリでは、ＣＷの最小値ＣＷｍｉｎ、最大値ＣＷｍａｘ、ＩＦＳの一種であるＡＩＦＳ（Arbitration ＩＦＳ）、送信機会の上限値であるＴＸＯＰ limitのパラメータがあり、優先度の高低差をつけるように値が設定される。例えば、音声伝送を目的とした優先度の一番高いＶＯのＣＷｍｉｎ，ＣＷｍａｘ、ＡＩＦＳは、他のアクセスカテゴリに比較して相対的に小さい値を設定することで、他のアクセスカテゴリに優先したデータ伝送が可能となる。例えば、映像伝送のため送信データ量が比較的大きくなるＶＩでは、ＴＸＯＰ limitを大きく設定することで、他のアクセスカテゴリよりも送信機会を長くとることが可能となる。このように、各種サービスに応じたＱｏＳ保証を目的として、各アクセスカテゴリの４つのパラメータの値が調整される。

　本実施形態において、ステーション装置の信号復調部は、受信した信号に対して、物理レイヤにおいて、復号処理を行い、誤り検出を行うことができる。ここで復号処理は、受信した信号に適用されている誤り訂正符号に対する復号処理を含む。ここで、誤り検出は、受信した信号に予め付与されている誤り検出符号（例えば巡回冗長検査(CRC)符号）を用いた誤り検出や、もともと誤り検出機能を備える誤り訂正符号（例えば低密度パリティ検査符号(LDPC)）による誤り検出を含む。物理レイヤにおける復号処理は、符号化ブロック毎に適用されることが可能である。

　上位層部は、信号復調部における物理レイヤの復号の結果をＭＡＣレイヤに転送する。ＭＡＣレイヤでは、転送されてきた物理レイヤの復号結果から、ＭＡＣレイヤの信号を復元する。そして、ＭＡＣレイヤにおいて、誤り検出を行い、受信フレームの送信元のステーション装置が送信したＭＡＣレイヤの信号が正しく復元できたか否かを判断する。

　前述したように、一つの無線通信システムで使用可能な帯域幅はＩＥＥＥ８０２．１１ａｘまでは１６０ＭＨｚであったが、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅでは３２０ＭＨｚに拡大される。３２０ＭＨｚ帯域幅に対応したアクセスポイント装置は、最大３２０ＭＨｚ帯域幅でのフレーム送受信に対応した無線ＬＡＮ通信システムを構成することができる。ステーション装置は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ準拠であれば８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚなどを最大帯域幅とし、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ準拠であれば、２０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚなどを最大帯域幅としてフレーム送受信するよう動作する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅ準拠ステーション装置は、２０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚ、２４０ＭＨｚ、３２０ＭＨｚなどを最大帯域幅としたフレーム送受信動作をすることが想定される。なお、アクセスポイント装置からステーション装置へのフレーム送信をダウンリンク通信と呼び、ステーション装置からアクセスポイント装置へのフレーム送信をアップリンク通信と呼ぶ。

　一例として、無線通信システム内に使用する最大帯域幅の異なるステーション装置が混在する場合の、無線チャネルの使われ方について、図１２を用いて説明する。図１２では、無線チャネルがアイドル状態であるかビジー状態であるかの確認シーケンスであるＲＴＳ／ＣＴＳフレームについては省略しており、全チャネルがアイドル状態でフレーム送信可能であることを前提として説明する。説明の便宜上、ＣＨ１１～ＣＨ１４のそれぞれは帯域幅８０ＭＨｚとするが、実際には後方互換性確保のためにＣＨ１１～ＣＨ１４のそれぞれはさらに４分割された２０ＭＨｚ帯域幅のサブチャネル単位で扱われうる。つまり、１６個の２０ＭＨｚ帯域幅のサブチャネルで３２０ＭＨｚ帯域幅の無線通信システムが構成され、１６個のうちの何れかのサブチャネルがプライマリチャネルに設定される。ここでは例として、ＣＨ１１が周波数の低い方からＣＨ１１－１、ＣＨ１１－２、ＣＨ１１－３、ＣＨ１１－４の４つの２０ＭＨｚ帯域幅のサブチャネルに分割されて管理され、そのうちのＣＨ１１－１がプライマリチャネルに設定されていることを前提にして説明する。また、同様に、ＣＨ１２が周波数の低い方からＣＨ１２－１、ＣＨ１２－２、ＣＨ１２－３、ＣＨ１２－４の４つに、ＣＨ１３が周波数の低い方からＣＨ１３－１、ＣＨ１３－２、ＣＨ１３－３、ＣＨ１３－４の４つに、ＣＨ１４が周波数の低い方からＣＨ１４－１、ＣＨ１４－２、ＣＨ１４－３、ＣＨ１４－４の４つに、分割され２０ＭＨｚ帯域幅のサブチャネルとして管理されているとする。ステーション装置２－１と２－２は最大１６０ＭＨｚ帯域幅のフレーム送受信が可能であるとし、つまり、ＣＨ１１とＣＨ１２を使用するものとする。ステーション装置２－３は最大３２０ＭＨｚ帯域幅のフレーム送受信が可能であり、つまり、ＣＨ１１～ＣＨ１４の全てを使用するものとする。

　アクセスポイント装置１－１が送信するフレーム１２－１１～１２－１４は３２０ＭＨｚ帯域幅全体を利用してＯＦＤＭＡ（Orthogonal frequency division multiple Access）ダウンリンクデータフレーム送信した場合の例であり、ステーション装置２－１宛のフレーム１２－１１、ステーション装置２－２宛のフレーム１２－１２、ステーション装置２－３宛のフレーム１２－１３、１２－１４から構成される。ステーション装置２－１はフレーム１２－１１を受信して、応答フレーム１２－２１をアクセスポイント装置１－１に送信する。ステーション装置２－２はフレーム１２－１２を受信して、応答フレーム１２－２２をアクセスポイント装置１－１に送信する。ステーション装置２－３はフレーム１２－１３、１２－１４を受信して、応答フレーム１２－２３、１２－２４をアクセスポイント装置１－１に送信する。

　アクセスポイント装置１－１が送信するフレーム１２－３１～１２－３２は１６０ＭＨｚ帯域幅を使用してＯＦＤＭＡダウンリンクデータフレーム送信した場合の例である。アクセスポイント装置１－１が送信するフレームは、そのタイミングにおいてステーション装置２－３宛のデータがなかったという前提で、ステーション装置２－１宛のフレーム１２－３１、ステーション装置２－２宛のフレーム１２－３２のみから構成され。ステーション装置２－１はフレーム１２－３１を受信して、応答フレーム１２－４１をアクセスポイント装置１－１に送信する。ステーション装置２－２はフレーム１２－３２を受信して、応答フレーム１２－４２をアクセスポイント装置１－１に送信する。最大３２０ＭＨｚ帯域幅に対応しているステーション装置２－３宛のフレームはない。したがって、３２０ＭＨｚ帯域幅の中で、ＣＨ１１とＣＨ１２の１６０ＭＨｚ帯域幅しか利用されておらず、残りのＣＨ１３とＣＨ１４に相当する１６０ＭＨｚ帯域幅は未使用となり有効利用できていない。仮に、これらのフレーム（フレーム１２－３１～１２－３２、フレーム１２－４１～フレーム１２－４２）の送受信シーケンスの途中の時間ｔ１で、ステーション装置２－３がアクセスポイント装置１－１に対して、ＣＨ１３、ＣＨ１４のそれぞれでアップリンクデータフレーム１２－３３、１２－３４を送信しようとしても、プライマリチャネルであるサブチャネルＣＨ１１－１がビジー状態であるためにフレーム送信権を獲得することができない。つまりは、フレーム１２－３３、１２－３４を送信することができない。このような結果になるのは、ダウンリンク通信とアップリンク通信とで、同一の２０ＭＨｚ帯域幅のチャネル（本例ではＣＨ１１－１）がプライマリチャネルに設定されているためである。

　そこで、本実施形態に係る無線通信システムにおいては、ダウンリンク通信とアップリンク通信のそれぞれに異なるサブチャネルをプライマリチャネルに設定することができるようにする。これ以降、両者を区別するために、従来のプライマリチャネルはLegacy Primary Channel情報（ＬＰＣ情報）で指定され、本実施形態において、アップリンク通信に使用するに新しく設定するプライマリチャネルはSecond Primary Channel情報で指定されることとする。これにより、ある無線通信システムにおいて、ダウンリンク通信とアップリンク通信が共通のプライマリチャネル使用時に、空いている無線チャネル（前述の例ではＣＨ１３とＣＨ１４）があるにも関わらず使用できない状況、つまりフレーム送信できない状況に陥っていた課題を解決することができる。

　Second Primary Channel情報の使用方法について、図１２を用いて説明する。プライマリチャネルについての考え方は従来通りであり、該当する無線チャネルがビジー状態である限りは全帯域においてフレーム送信することはできない。しかし、ダウンリンク通信とアップリンク通信とで異なるプライマリチャネルを設定できるようにすることで次のような効果がある。ステーション装置がアップリンクデータフレームを送信しようとしたときに、例えダウンリンク通信用のLegacy Primary Channel情報で指定されるプライマリチャネルがビジー状態であったとしても、アップリンク通信用のSecond Primary channel情報で指定されるプライマリチャネルがアイドル状態であれば、そのプライマリチャネルを含むアイドル状態である無線チャネルでの送信権を獲得して、フレーム送信することが可能となる。

　具体的な例で説明する。ダウンリンクデータフレーム送信においては、前述したようにＣＨ１１に含まれる２０ＭＨｚ帯域幅サブチャネルのＣＨ１１－１がLegacy Primary Channel情報でプライマリチャネルに設定されているとする。一方、アップリンクデータフレーム送信においては、ＣＨ１４が周波数の低い方から順番に２０ＭＨｚ帯域幅サブチャネルのＣＨ１４－１、ＣＨ１４－２、ＣＨ１４－３、ＣＨ１４－４に分割されているとして、最も周波数の高いサブチャネルＣＨ１４－４がSecond Primary channel情報でプライマリチャネルに設定されているとする。時間ｔ１において、ステーション装置２－３がＣＨ１３、ＣＨ１４のそれぞれでアップリンクデータフレーム１２－３３と１２－３４を送信しようとする場合について述べる。まず、Second Primary channel情報で設定されているサブチャネルＣＨ１４－４をプライマリチャネルとしてＣＨ１３とＣＨ１４をキャリアセンスする。ＣＨ１３とＣＨ１４双方ともアイドル状態と判断できると、フレーム１２－３３と１２－３４を送信することができる。従来からのプライマリチャネルの考え方には従うため、仮に、ＣＨ１４はアイドル状態で、ＣＨ１３がビジー状態と測定されたとしたら、フレーム１２－３３は送信できないが、フレーム１２－３４を送信することはできる。もちろん、Second Primary channel情報で設定されているサブチャネルＣＨ１４－４がビジー状態と判断される場合には、フレーム１２－３３、１２－３４双方とも送信することはできない。

　基本的にはアクセスポイント装置はフレームの同時送受信（ＳＴＲ：Simultaneously Transmit and Receive）が可能であるから、ステーション装置２－３は、ダウンリンクデータフレーム１２－３１と１２－３２の送信時間を考慮せずに、アップリンクデータフレームの送信開始時間ｔ１を任意に決定してもよい。一方で、ステーション装置２－３は、アクセスポイント装置１－１が送信するダウンリンクデータフレーム１２－３１、１２－３２のプリアンブルに格納されているＴＸＯＰに関わる情報を参照してＣＨ１１とＣＨ１２のＮＡＶを更新しているから、図１２に示すように応答フレーム１２－４１と１２－４２の受信終了時刻がｔ２となることを知っている。時刻ｔ２までに、応答フレーム１２－４３、１２－４４の受信が完了するように、アップリンクデータフレーム１２－３３、１２－３４の送信開始時間ｔ１を決定してもよい。また、応答フレーム１２－４１～１２－４４でアップリンクＯＦＤＭＡ送信となるように、アップリンクデータフレーム１２－３３、１２－３４の送信開始時間ｔ１を決定してもよい。

　上述した例では、３２０ＭＨｚ全帯域において一番周波数の低いサブチャネルＣＨ１１－１をダウンリンク用のプライマリチャネル（Legacy Primary Channel情報で設定される）として使用、一番周波数の高いサブチャネルＣＨ１４－４をアップリンク用のプライマリチャネル（Second Primary Channel情報で設定される）として使用した。しかし、この組み合わせに限られるものではなく、自由にサブチャネルの組み合わせを設定することが可能である。目的は、無線通信システムにおける通信帯域を構成する各サブチャネル（本実施例では、ＣＨ１１～ＣＨ１４、ＣＨ１１－１～ＣＨ１１－４、ＣＨ１２－１～ＣＨ１２－４、ＣＨ１３－１～ＣＨ１３－４、ＣＨ１４－１～ＣＨ１４－４）の使用頻度の偏りを解消することである。一般的には、プライマリチャネルの周辺のサブチャネルの使用頻度が高くなる傾向がある。アップリンク通信のために別のプライマリチャネル（Second Primary Channel情報で設定される）を設けて、従来から使用されているプライマリチャネル（Legacy Primary Channel情報で設定される）から周波数軸上で遠くなるように設定すれば、使用されるサブチャネルの偏りを緩和し、各サブチャネルの使用頻度の平滑化に寄与することが考えられる。

　従来の技術では、ダウンリンク通信とアップリンク通信で共通に使用するプライマリチャネルとセカンダリチャネルが報知フレームであるビーコンに含まれるＨＴ（High Throughput） Information Elementなどで通知されており、このInformation Elementが前述したLegacy Primary Channel情報に相当する。Second Primary Channel情報もビーコンで報知することで、アクセスポイント装置に接続している（Associationしている）ステーション装置に通知することができる。Second Primary Channel情報に記載するサブチャネル情報は、ＨＴ Information Element に記載されたプライマリチャネルからの２０ＭＨｚ（もしくは４０ＭＨｚや８０ＭＨｚ）帯域幅サブチャネル単位でのオフセット値で指定してもよいし、チャネル番号を直接記載してもよい。前記オフセット値や前記チャネル番号は、ＨＴ Information Elementなどの既存のInformation ElementのReserveビットを使用して記載してもよいし、新設するInformation Element（前記Second Primary Channel情報専用のInformation Element）に記載することでもよい。

　本実施形態の説明において、最大帯域幅が１６０ＭＨｚであるステーション装置２－１、２－２と、最大帯域幅が３２０ＭＨｚであるステーション装置２－３の組み合わせで説明したが、帯域幅の組み合わせはこれらに限定されない。例えば、ステーション装置２－１は最大帯域幅が８０ＭＨｚ、ステーション装置２－２は最大帯域幅が２４０ＭＨｚ、ステーション装置２－３は最大帯域幅が３６０ＭＨｚというように、各ステーション装置が準拠するＩＥＥＥ８０２．１１規格に応じて帯域幅の組み合わせは変わる。

　また、本実施形態で解決する課題は、最大３２０ＭＨｚ帯域幅を使用可能な無線通信システムでのみ発生するものではない。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘのように最大帯域幅が１６０ＭＨｚであっても、アクセスポイント装置に接続している各々のステーション装置が送受信可能な最大帯域幅は、１６０ＭＨｚであったり、８０ＭＨｚであったり、２０ＭＨｚであったりと、様々な組み合わせがある。したがって、ダウンリンク通信とアップリンク通信とでプライマリチャネルが同一に設定されている場合においては、プライマリチャネルがビジー状態では送信権を確保することができないという制限のために、例えプライマリチャネル以外に未使用の無線チャネルがあったとしても使用できない、という同じ課題が生じる。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅの後継規格では、最大帯域幅が３２０ＭＨｚよりも広くなるかもしれないが、同じ課題が生じうる。

　前段落まで、ステーション装置は、アップリンクデータフレーム送信時にSecond Primary Channel情報で通知されたプライマリチャネルでキャリアセンスして送信権確保する手順について説明してきた。しかし、Legacy Primary Channel情報で通知されるプライマリチャネルも従来どおり、アップリンクデータフレーム送信のために使用してもよい。

　つまり、ステーション装置２－３の１２－３３と１２－３４に相当するアップリンクデータフレーム送信に関して、まず、Legacy Primary Channel情報で設定されたサブチャネルＣＨ１１－１をプライマリチャネルとしてキャリアセンスして、仮にＣＨ１１とＣＨ１２がアイドル状態であるなら、フレーム１２－３３と１２－３４のそれぞれを、ＣＨ１１とＣＨ１２で送信してもよい。もし、ＣＨ１１－１がビジー状態であるなら、プライマリチャネルをSecond Primary Channel情報で通知されたサブチャネルＣＨ１４－４としてキャリアセンスを実施し、ＣＨ１３とＣＨ１４がアイドル状態であるなら、フレーム１２－３３と１２－３４のそれぞれを、ＣＨ１３とＣＨ１４で送信してもよい。このように、Legacy Primary Channel情報で設定されるサブチャネルは、従来どおりダウンリンク通信とアップリンク通信の双方のプライマリチャネルとして使用可能とし、Second Primary Channel情報で通知されるサブチャネルはバックアップ用のプライマリチャネルの扱いで使用してもよい。
［２．第２の実施形態］

　第２の実施形態における無線通信システム、アクセスポイント装置の構成及びステーション装置の構成は、第１の実施形態と同様である。第１の実施形態では、アップリンクデータフレーム送信のためのプライマリチャネルとして使用できるサブチャネルをアクセスポイント装置が指定して決定し、Second Primary Channel情報として、接続している（Associationしている）ステーション装置に通知していた。第２の実施形態では、アップリンクデータフレーム送信のためのプライマリチャネルをステーション装置が決定し、アクセスポイント装置に要求し、承諾を得た場合に、アップリンクデータフレーム送信のためのプライマリチャネルとして使用することができる。ここで、本実施形態においてステーション装置が決定するプライマリチャネルはThird Primary Channel情報に含まれることとする。

　図１３を用いて具体的な手順を説明する。前提として、Legacy Primary Channel情報でサブチャネルＣＨ１１－１、Second Primary Channel情報でサブチャネルＣＨ１４－４が、それぞれプライマリチャネルに設定されているとする。ステーション装置２－３は、過去の測定情報からＣＨ１１－１もＣＨ１４－４もビジー状態である確率が高いと判断し、アイドル状態である確率の高いＣＨ１３－４にプライマリチャネルを変更したほうが良いと判断したとする。その場合、ステーション装置２－３は、アップリンクデータフレーム送信のために、ステーション装置２－３が使用するプライマリチャネルをサブチャネルＣＨ１３－４（ＣＨ１３を４分割したチャネルの一つ）に変更することを、アクセスポイント装置１－１に対して要求するフレーム（本例ではフレーム１３－５３、１３－５４）を送信する。フレーム１３－５３、１３－５４には、少なくとも変更するプライマリチャネルが記載されたThird Primary Channel情報が含まれている。さらに、前記プライマリチャネルの変更がいつまで有効であるかを示す時間情報などが含まれていてもよい。さらに、フレーム１３－５３、１３－５４のそれぞれが、チャネルＣＨ１３、ＣＨ１４におけるＲＴＳフレームの役割を担ってもよい。なお、ＣＨ１１－１およびＣＨ１１、ＣＨ１２がアイドル状態であるなら、ＣＨ１１、ＣＨ１２のそれぞれにフレーム１３－５３、１３－５４が送信されてもよい。つまり、Legacy Primary Channel情報もしくはSecond Primary Channel情報で設定されたサブチャネルをプライマリチャネルとして、プライマリチャネルの変更を要求するフレームを送信するということである。

　アクセスポイント装置１－１は、ステーション装置２－３が指定するいつまでの変更要求を受け入れるか否かを示すフレーム１３－６３、１３－６４を送信する。さらに、前記プライマリチャネルの変更がいつまで有効であるかを示す時間情報などが含まれていてもよい。さらに、フレーム１３－６３、１３－６４のそれぞれが、チャネルＣＨ１３、ＣＨ１４におけるＣＴＳフレームの役割を担ってもよい。フレーム１３－６３、１３－６４がステーション装置２－３の要求を受け入れることを示す場合、ステーション装置２－３は、要求したサブチャネルＣＨ１３－４にプライマリチャネルを設定して、アップリンクデータフレーム１３－３３、１３－３４を送信することができる。

　前段落の説明は、第２の実施形態を第１の実施形態と組み合わせて実施する例であった。第２の実施形態を第１の実施形態と比較すると、プライマリチャネル変更のためにアクセスポイント装置の承諾を得ることによるオーバヘッドが生じるものの、各ステーション装置が自由度高くプライマリチャネルを決定できる利点がある。第２の実施形態が第１の実施形態と組み合わせて実施される場合、第１の実施形態によりビーコンにより通知されるLegacy Primary Channel情報で指定されたサブチャネル、Second Primary Channel情報で指定されたサブチャネルの双方がビジー状態であっても、Third Primary Channel情報で要求したサブチャネルをプライマリチャネルとして送信権を確保できる可能性がる。つまり、要求したステーション装置のみが一時的にプライマリチャネルを変更して送信機会の獲得をできるために、チャネル利用効率を向上させることができる。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態と組み合わせずに単独で実施されてもよい。

　第１の実施形態と第２の実施形態に関係するここまでの説明では、無線通信システムが使用できる帯域幅が３２０ＭＨｚとし、周波数の低い側のサブチャネルをLegacy Primary Channel情報で設定するプライマリチャネルとし、周波数の高い側のサブチャネルをSecond Primary Channel情報で設定するプライマリチャネルとする例を用いて説明した。しかし、２つのプライマリチャネルの配置方法は前述の組み合わせに限られるものではなく、前記無線通信システムを構成する帯域幅の中であれば、互いに依存することなく自由に配置することができる。
［３．第３の実施形態］

　第１の実施形態と第２の実施形態の説明に使用した図１２と図１３では、ダウンリンクデータフレーム送信にはLegacy Primary Channel情報で指定されるサブチャネルをプライマリチャネルとして使用し、アップリンクデータフレーム送信にはSecond Primary Channel情報もしくはThird Primary Channel情報で指定されるサブチャネルをプライマリチャネルとして使用した。しかし、あるステーション装置のアップリンクデータフレーム送信にLegacy Primary Channel情報で指定されるプライマリチャネルを使用し、別のステーション装置のアップリンクデータフレーム送信にはSecond Primary Channel情報もしくはThird Primary Channel情報で指定されるプライマリチャネルを使用することとしてもよい。

　図１４では、ステーション装置２－１がアップリンクデータフレーム１４－２１を、ステーション装置２－２がアップリンクデータフレーム１４－２２を、Legacy Primary Channel情報で指定されるチャネルをプライマリチャネル（例えば、ＣＨ１１に含まれるサブチャネルＣＨ１１－１）に設定して送信している。フレーム１４－２１、１４－２２が送信されている途中に、ステーション装置２－３は、Legacy Primary Channel情報で指定されるサブチャネルＣＨ１１－１をプライマリチャネルとしてはアップリンクデータフレーム１４－２３、１４－２４を送信することはできない、なぜならＣＨ１１－１がビジー状態であるからである。そこで、Second Primary Channel情報で指定されるサブチャネル（ＣＨ１１とＣＨ１２以外のチャネル、例えば、ＣＨ１４に含まれるＣＨ１４－４）をプライマリチャネルとして使用し、アイドル状態であればアップリンクデータフレーム１４－２３、１４－２４を送信することが可能となる。

　図１５では、ステーション装置２－３は、アップリンクデータフレーム送信のために、ステーション装置２－３が使用するプライマリチャネルをＣＨ１３に含まれるサブチャネルＣＨ１３－４に変更することをアクセスポイント装置１－１に対して要求するためのフレーム（本例ではフレーム１５－４３、１５－４４）を送信している。フレーム１５－４３、１５－４４には、少なくとも変更するプライマリチャネルが記載されたThird Primary Channel情報が含まれている。さらに、前記プライマリチャネルの変更がいつまで有効であるかを示す時間情報などが含まれていてもよい。さらに、フレーム１５－４３、１５－４４のそれぞれが、チャネルＣＨ１３、ＣＨ１４におけるＲＴＳフレームの役割を担ってもよい。アクセスポイント装置１－１は、ステーション装置が指定するプライマリチャネルの変更要求を受け入れるか否かを示すフレーム１５－５３、１５－５４を送信する。さらに、前記プライマリチャネルの変更がいつまで有効であるかを示す時間情報などが含まれていてもよい。さらに、フレーム１５－５３、１５－５４のそれぞれが、チャネルＣＨ１３、ＣＨ１４におけるＣＴＳフレームの役割を担ってもよい。フレーム１５－５３、１５－５４がステーション装置２－３の要求を受け入れることを示す場合、ステーション装置２－３は、要求したＣＨ１３－４にプライマリチャネルを設定して、アップリンクデータフレーム１５－２３、１５－２４を送信することができる。

　つまり、重なる同じ時間帯に、プライマリチャネルをＣＨ１１－１としてアップリンクデータフレーム１５－２１と１５－２２が送信され、プライマリチャネルをＣＨ１１－１とは異なるサブチャネルＣＨ１４－４（もしくはＣＨ１３－４など）としてアップリンクデータフレーム１５－２３と１５－２４を送信することが可能となる。異なるプライマリチャネルに基づく２つのアップリンクフレーム送信が同時に可能となる。
［４．第４の実施形態］

　第１～第３の実施形態では、Second Primary Channel情報もしくはThird Primary Channel情報で指定されるサブチャネルをプライマリチャネルとして、アップリンクデータフレームを送信する実施形態について説明した。Second Primary Channel情報もしくはThird Primary Channel情報で指定されるサブチャネルは、ダウンリンクデータフレーム送信のためのプライマリチャネルとして使用されてもよい。
［５．全実施形態共通］

　本発明一態様に係る通信装置は、国や地域からの使用許可を必要としない、いわゆるアンライセンスバンド（unlicensed band）と呼ばれる周波数バンド（周波数スペクトラム）において通信を行うことができるが、使用可能な周波数バンドはこれに限定されない。本発明一態様に係る通信装置は、例えば、国や地域から特定サービスへの使用許可が与えられているにも関わらず、周波数間の混信を防ぐ等の目的により、実際には使われていないホワイトバンドと呼ばれる周波数バンド（例えば、テレビ放送用として割り当てられたものの、地域によっては使われていない周波数バンド）や、複数の事業者で共用することが見込まれる共用スペクトラム（共用周波数バンド）においても、その効果を発揮することが可能である。

　本発明に係る無線通信装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ、ＢＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。

　また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における通信装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。通信装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。各機能ブロックを集積回路化した場合に、それらを制御する集積回路制御部が付加される。

　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。

　なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本願発明の無線通信装置は、移動局装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用出来ることは言うまでもない。

　以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。

　本発明は、通信装置、および通信方法に用いて好適である。

Claims

　複数のサブチャネルから構成される無線チャネルを使用して
　アクセスポイント装置と通信するステーション装置であって、
　第１のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレームを受信する受信部と、
　第２のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレームを送信する送信部、とを備え、
　前記第２のサブチャネルは前記第１のサブチャネルとは異なる、
　ことを特徴とするステーション装置。
　前記アクセスポイント装置が決定して報知チャネルで通知するサブチャネルを、
　前記第２のサブチャネルとする、
　ことを特徴とする請求項１記載のステーション装置。
　前記ステーション装置が決定したサブチャネルを、
　前記第２のサブチャネルとする、
　ことを特徴とする請求項１記載のステーション装置。
　前記ステーション装置が決定したサブチャネルは、
　前記アクセスポイント装置の承諾を得た後に、
　前記アクセスポイント装置が決定して報知チャネルで通知するサブチャネルを置き換えて、
　前記第２のサブチャネルとする、
　ことを特徴とする請求項１記載のステーション装置。
　前記無線チャネル内において、
　前記第２のサブチャネルは、周波数軸において前記第１のサブチャネルから最も遠くに位置するように決定する、
　ことを特徴とする請求項１記載のステーション装置。
　前記無線チャネル内において、
　使用頻度の低いサブチャネルを
　前記第２のサブチャネルとする、
　ことを特徴とする請求項１記載のステーション装置。
　前記アクセスポイント装置が前記第１のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレーム送信中に、
　前記ステーション装置が前記第２のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレーム送信する、
　ことを特徴とする請求項１記載のステーション装置。
　前記アクセスポイント装置が前記第１のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレーム受信中に、
　前記ステーション装置が前記第２のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレーム送信する、
　ことを特徴とする請求項１記載のステーション装置。
　複数のサブチャネルから構成される無線チャネルを使用して
　端末装置と通信するアクセスポイント装置であって、
　第１のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレームを送信する送信部と、
　第２のサブチャネルをプライマリチャネルとするデータフレームを受信する受信部、とを備え、
　前記第２のサブチャネルは、前記第１のサブチャネルとは異なる、
　ことを特徴とするアクセスポイント装置。
　複数のサブチャネルから構成される無線チャネルを使用し、
　アクセスポイント装置と、前記アクセスポイント装置と通信する端末装置、
　から構成される無線通信システムであって、
　第１のサブチャネルをプライマリチャネルとするダウンリンク通信と、
　第２のサブチャネルをプライマリチャネルとするアップリンク通信、を実施し、
　前記第２のサブチャネルは、前記第１のサブチャネルとは異なる、
　ことを特徴とする無線通信システム。