(57)【要約】【課題】リンク切断および中継が頻発するような環境において、端末およびシステム全体の処理負荷を削減して消費電力を低減し、かつ接続性を向上させる。【解決手段】転送要求、転送完了、及び転送不要のいずれかを示す転送情報と、宛先アドレスとが記載されたフレームの送受信を行う無線通信装置であり、転送情報が転送要求を示し宛先アドレスが他局を示すフレームを受信した場合は、転送情報を転送完了に書き替えて送信し、転送情報が転送完了を示し宛先アドレスが自局を示す応答が必要なフレームを受信した場合は、転送情報に転送要求を記載した応答フレームを送信し、転送情報が転送不要を示すフレームを受信した場合は、通信規格に基づく処理を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転送要求、転送完了、及び転送不要のいずれかを示す転送情報と、宛先アドレスとが記載された第１フレームを受信する受信部と、
前記第１フレームを受信したチャネルがビジー状態であるか、又はアイドル状態であるかを判定するキャリアセンス部と、
前記第１フレームから、前記転送情報及び前記宛先アドレスを取得するフレーム解析部と、
前記フレーム解析部により取得された前記転送情報が前記転送要求を示すものであって、前記宛先アドレスが自局アドレスでない場合に、前記第１フレームに記載された前記転送情報を転送完了を示す転送情報へ書き替えて第２フレームを生成する生成部と、
前記キャリアセンス部の判定結果がビジー状態からアイドル状態に変わった時点から第１の所定時間経過後に、前記第２フレームを送信する送信部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記第１フレームには通信抑制期間が記載されており、
前記送信部は、前記フレーム解析部により取得された前記転送情報が前記転送要求を示し、前記宛先アドレスが自局アドレスでない場合、前記判定結果がビジー状態からアイドル状態に変わった時点から前記第１の所定時間経過後に、前記通信抑制期間の期間内であっても、前記第２フレームを送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記第１フレームには、この第１フレームに対する応答が必要か否かを示すフレームタイプが記載されており、
前記生成部は、前記フレーム解析部により取得された前記転送情報が前記転送完了を示し、前記宛先アドレスが自局アドレスであり、前記フレームタイプが応答が必要であることを示す場合、前記第１フレームに対する応答であり転送要求を示す転送情報を記載した第３フレームを生成し、
前記送信部は、前記判定結果がビジー状態からアイドル状態に変わった時点から第２の所定時間経過後に前記第３フレームを送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第１フレームには、この第１フレームに対する応答が必要か否かを示すフレームタイプが記載されており、
前記生成部は、前記フレーム解析部により取得された前記転送情報が前記転送要求を示し、前記宛先アドレスが自局アドレスであり、前記フレームタイプが応答が必要であることを示す場合、前記第１フレームに対する応答であり転送不要を示す転送情報を記載した第４フレームを生成し、
前記送信部は、前記第１フレームの受信に伴い前記判定結果がビジー状態からアイドル状態に変わった時点から第３の所定時間経過後に前記第４フレームを送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記第３の所定時間は、前記第１の所定時間より長いことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
送信データの発生に伴い、前記生成部が、転送不要を示す転送情報を記載した第５フレームを生成し、
前記送信部が前記第５フレームを送信してから第４の所定時間内に前記キャリアセンス部による判定結果がアイドル状態からビジー状態に変化した場合は送信完了とみなし、
変化しなかった場合は、前記生成部が、前記第５フレームの転送情報を転送不要から転送要求に書き替えて第６フレームを生成し、前記送信部が前記第６フレームを送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記送信部が前記第６フレームを送信してから第５の所定時間内に前記キャリアセンス部による判定結果がアイドル状態からビジー状態に変化しなかった場合は、前記送信部は前記第６フレームを再送信することを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記第５の所定時間は、前記第１の所定時間より長いことを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記生成部は、前記第６フレームに、当該第６フレームに対する応答が必要であることを示すフレームタイプを記載し、
前記送信部は、前記第６フレームを送信してから、前記第５の所定時間内に前記キャリアセンス部の判定結果がアイドル状態からビジー状態に変化し、かつ前記第５の所定時間より長い第６の所定時間内に前記受信部が前記第６フレームに対する応答フレームを受信しなかった場合は、前記第６フレームを再送信することを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記転送要求を示す転送情報が記載されたフレームには、ブロードキャストアドレス又は転送を行う無線通信装置のアドレスが受信アドレスとして記載されており、
前記生成部は、前記第１フレームの前記転送情報が前記転送要求を示し、前記受信アドレスが自局アドレス又はブロードキャストアドレスを示し、前記宛先アドレスが自局アドレスでない場合に、前記第２フレームを生成することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記受信部は、複数の送信元から、前記転送情報が転送完了を示し、前記宛先アドレスが自局アドレスを示す第７フレームを同時に受信し、
前記フレーム解析部は、前記複数の送信元を識別し、
前記生成部は、前記受信部における前記第７フレームの受信処理結果に基づいて、前記複数の送信元のうち少なくとも１つを選択し、選択した送信元のアドレスを示す前記受信アドレス及び転送要求を示す転送情報を記載した第８フレームを生成し、
前記送信部は、前記第８フレームを送信することを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
前記生成部は、前記複数の送信元の各々から送信された前記第７フレームの受信電力に基づいて選択を行うことを特徴とする請求項１１に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
前記第１の所定時間は、自己の属するネットワーク上のすべての端末に共通に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１４】
転送要求、転送完了、及び転送不要のいずれかを示す転送情報と、宛先アドレスとが記載されたフレームの送受信を行う第１〜第３の無線通信装置を用いた無線通信方法であって、
前記第１の無線通信装置が、前記転送不要を示す前記転送情報及び前記宛先アドレスとして前記第３の無線通信装置のアドレスが記載された第１のフレームを送信し、第１の所定時間内に前記第１のフレームに対する応答フレームを受信しない場合は、前記第１のフレームの前記転送情報を前記転送要求に書き替えた第２のフレームを送信し、
前記第２の無線通信装置が、前記第２のフレームを受信し、前記第２のフレームの前記転送情報を前記転送完了に書き替えた第３のフレームを、前記第２のフレームを受信してから第２の所定時間経過後に送信し、
前記第３の無線通信装置が、前記第１のフレームを受信した場合は、前記第１の所定時間内に前記第１のフレームに対する応答であり前記転送不要を示す前記転送情報が記載された第１の応答フレームを送信し、前記第２のフレームを受信した場合は、前記第２のフレームに対する応答であり前記転送不要を示す前記転送情報が記載された第２の応答フレームを、前記第２のフレームを受信してから前記第２の所定時間より長い第３の所定時間経過後に送信し、前記第２のフレームを受信せず前記第３のフレームを受信した場合は、前記第３のフレームに対する応答であり前記転送要求を示す前記転送情報が記載された第３の応答フレームを送信し、
前記第２の無線装置が、前記第３の応答フレームを受信し、前記第３の応答フレームの前記転送情報を前記転送完了に書き替えた第４の応答フレームを送信することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置及び無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、更なる無線伝送速度の向上を目指して、ミリ波を用いたＰＡＮ（Personal Area Network）やＬＡＮ（Local Area Network）などのシステムが検討されている。ＩＥＥＥ８０２．１１のような無線ＬＡＮにおいて従来用いられてきたマイクロ波と比較して、ミリ波は、高速伝送レートが達成できる反面、減衰が大きく、直進性が高いという特徴を有する。ミリ波のような指向性を有する電波を用いた通信では、送受信端末間の電波方向不一致によりリンク切断が頻発することが考えられる。このようなリンク切断による通信の不成立を改善する方法として、他端末により中継を行う方法が知られている。
【０００３】
例えば、各端末が、転送ルート（中継端末）を把握するためにルート探索（中継端末探索）を行い、ルーティングテーブルを作成して保持し、中継が必要なデータを受信すると、ルーティングテーブルに基づいて受信データのアドレスを書き替えて転送する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。ルート探索を実行し、ルーティングテーブルを更新するトリガとしては、例えばトポロジの変化（端末の移動）の検知が用いられる（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
このような方法では、リンク切断が生じるたびにルート探索を実行し制御情報を発生するため、システム全体のオーバーヘッドが増加するという課題があった。特に、ミリ波のようにリンク切断が頻発する環境では、頻繁にルート探索が実行され、システムスループットが大きく劣化するおそれがある。
【０００５】
また、中継端末においては、ルーティングテーブルの参照や、データに記載された送信元／送信先アドレスの書き換えといった、ＭＡＣ層のＦＷ（Firmware）やＭＡＣ層よりも上位層の処理を実行する必要があった。従って、リンク切断により中継が頻発するような環境では、中継端末の処理負荷が大きくなり、消費電力が大きくなるという課題があった。
【特許文献１】特開２００８−３５４７３号公報
【特許文献２】特開２００６−１８０１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、リンク切断および中継が頻発するような環境において、端末およびシステム全体の処理負荷を削減して消費電力を低減し、かつ接続性を向上できる無線通信装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様による無線通信装置は、転送要求、転送完了、及び転送不要のいずれかを示す転送情報と、宛先アドレスとが記載された第１フレームを受信する受信部と、前記第１フレームを受信したチャネルがビジー状態であるか、又はアイドル状態であるかを判定するキャリアセンス部と、前記第１フレームから、前記転送情報及び前記宛先アドレスを取得するフレーム解析部と、前記フレーム解析部により取得された前記転送情報が前記転送要求を示すものであって、前記宛先アドレスが自局アドレスでない場合に、前記第１フレームに記載された前記転送情報を転送完了を示す転送情報へ書き替えて第２フレームを生成する生成部と、前記キャリアセンス部の判定結果がビジー状態からアイドル状態に変わった時点から第１の所定時間経過後に、前記第２フレームを送信する送信部と、を備えるものである。
【０００８】
本発明の一態様による無線通信方法は、転送要求、転送完了、及び転送不要のいずれかを示す転送情報と、宛先アドレスとが記載されたフレームの送受信を行う第１〜第３の無線通信装置を用いた無線通信方法であって、前記第１の無線通信装置が、前記転送不要を示す前記転送情報及び前記宛先アドレスとして前記第３の無線通信装置のアドレスが記載された第１のフレームを送信し、第１の所定時間内に前記第１のフレームに対する応答フレームを受信しない場合は、前記第１のフレームの前記転送情報を前記転送要求に書き替えた第２のフレームを送信し、前記第２の無線通信装置が、前記第２のフレームを受信し、前記第２のフレームの前記転送情報を前記転送完了に書き替えた第３のフレームを、前記第２のフレームを受信してから第２の所定時間経過後に送信し、前記第３の無線通信装置が、前記第１のフレームを受信した場合は、前記第１の所定時間内に前記第１のフレームに対する応答であり前記転送不要を示す前記転送情報が記載された第１の応答フレームを送信し、前記第２のフレームを受信した場合は、前記第２のフレームに対する応答であり前記転送不要を示す前記転送情報が記載された第２の応答フレームを、前記第２のフレームを受信してから前記第２の所定時間より長い第３の所定時間経過後に送信し、前記第２のフレームを受信せず前記第３のフレームを受信した場合は、前記第３のフレームに対する応答であり前記転送要求を示す前記転送情報が記載された第３の応答フレームを送信し、前記第２の無線装置が、前記第３の応答フレームを受信し、前記第３の応答フレームの前記転送情報を前記転送完了に書き替えた第４の応答フレームを送信するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、リンク切断および中継が頻発するような環境において、端末およびシステム全体の処理負荷を削減して消費電力を低減し、かつ接続性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）図１に本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す。ここでは、１台の無線基地局ＡＰに対し、４台の無線端末局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４が接続して、１つのＢＳＳ（Basic Service Set）を形成している。このＢＳＳは、無線基地局ＡＰが集中的に管理している。なお、無線基地局に接続する無線端末局の台数や端末種類は、本発明を限定するものではない。
【００１２】
本実施形態では、無線基地局ＡＰ及び無線端末局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４が、例えばミリ波のような、指向性を有する電波を使用するものとする。図１では無線基地局ＡＰが電波を送受信可能な領域をドット模様で表し、無線端末局ＳＴＡ１が電波を送受信可能な領域を斜線で表している。無線基地局ＡＰの送受信可能領域と、無線端末局ＳＴＡ１の送受信可能領域は重なっており、無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ１は互いに通信が可能である。
【００１３】
図２に無線端末局ＳＴＡ１の向きが回転した場合の例を示す。図２では、無線端末局ＳＴＡ１が無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３の方向を向き、無線端末局ＳＴＡ１の送受信可能領域に無線基地局ＡＰが含まれなくなる。その結果、無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ１との間のリンクが切断され、無線端末局ＳＴＡ１は無線基地局ＡＰへの送信、無線基地局ＡＰからの受信ができなくなる。
【００１４】
このように電波に指向性がある場合、無線端末局の位置は変わらなくても、無線端末局の向きが回転するだけで、リンク切断が生じ得る。本実施形態では、図２のようなリンク切断が生じた場合に、無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ１との間での通信フレームを無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３が中継する。
【００１５】
本実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されているフレームフォーマットのＭＡＣ（Media Access Control）ヘッダに、新たに転送情報を示す「中継状態フィールド」を付加する。「中継状態フィールド」には、異なる３つの値のいずれかが記載され、それぞれの値には以下の情報が意味付けられている。
【００１６】
「中継状態フィールド」に第１の値が記載されたフレームは、「従来のＩＥＥＥ８０２．１１規格通りの通常フレーム」であり、転送の必要がないことを意味する。
【００１７】
「中継状態フィールド」に第２の値が記載されたフレームは、「転送要求フレーム」であり、転送すべきフレームであることを意味する。
【００１８】
「中継状態フィールド」に第３の値が記載されたフレームは、「転送完了フレーム」であり、他端末（中継端末）によって転送されたフレームであることを意味する。
【００１９】
本実施形態では、「中継状態フィールド」を２ビットとし、中継状態フィールドの値が“００”であるフレームを、「従来のＩＥＥＥ８０２．１１規格通りの通常(転送不要)フレーム」を示すものとする。
【００２０】
また、中継状態フィールドの値が“０１”であるフレームを、「転送要求（転送すべき）フレーム」を示すものとする。
【００２１】
また、中継状態フィールドの値が“１１”であるフレームを、「転送完了（転送された)フレーム」を示すものとする。
【００２２】
各端末は、受信フレームの中継状態フィールドの値に従って動作することで、ネットワークトポロジを意識せず、ルート探索情報を用いずにフレームを中継する。端末の構成、動作について以下に説明する。
【００２３】
図３は、無線端末局ＳＴＡ１の構成を示すブロック図である。なお、無線基地局ＡＰ及び無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４も同様の構成となっている。
【００２４】
無線端末局ＳＴＡ１は、受信部１０、フレーム解析部２０、キャリアセンス部３０、送信制御部４０、フレーム生成部５０、及び送信部６０を備える。
【００２５】
受信部１０は、他の端末から送信されたフレーム（電波）を受信し、復調・復号してフレーム解析部２０へ出力する。受信部１０は、同一時刻に複数端末から同一内容のフレームを受信した場合も、このフレームを復号できる。また、受信部１０はＦＣＳ（Frame Check Sequence）を用いた誤り検出を行い、ＦＣＳエラーの場合には、受信フレームを廃棄する。つまり、それ以降の処理は実行されないので、ＦＣＳエラーのフレームは転送されない。
【００２６】
フレーム解析部２０は、受信部１０から渡されたフレームのフィールド値を取得する。フィールドとは、例えば、中継状態フィールド、宛先フィールド、フレームタイプフィールドなどである。フレーム解析部２０は、フレームを受信する度に、フレームからこれらのフィールドの値を取得し、送信制御部４０へ通知する。
【００２７】
キャリアセンス部３０は、チャネルの空塞状態（ＩＤＬＥ／ＢＵＳＹ）を判定する。キャリアセンス部３０は、入力された信号についての受信信号強度と、閾値とを比較する。キャリアセンス部３０は、受信信号強度が閾値よりも大きい場合はＢＵＳＹ（使用中）と判定し、受信信号強度が閾値以下である場合はＩＤＬＥ（未使用）と判定する。キャリアセンス部３０は、チャネルの空塞状態についての判定結果を、送信制御部４０へ通知する。
【００２８】
なお、キャリアセンス部３０は、短時間の雑音を無線信号と誤認することを回避するため、入力された信号について、一定期間の受信信号強度の平均値と、閾値とを比較して、空塞状態を判定することとしても良い。また、キャリアセンス部３０が空塞状態を判定する際に用いる閾値は、固定値であってもよく、ＭＡＣ層関連の処理を行う処理部（図示せず）が干渉の発生状況などに応じて設定しても良く、また、予め定められた複数の値から選択しても良い。
【００２９】
送信制御部４０は、フレーム解析部２０及びキャリアセンス部３０から通知された情報に基づいて、送信タイミング、中継処理、受信時の応答処理、フレーム再送などを管理する。
【００３０】
送信制御部４０は、フレーム送信時は、キャリアセンス部３０からのチャネルの空塞情報に基づいて、送信タイミングおよびタイマーを制御する。図４に示す送信フレームの中継状態フィールド値に応じた送信タイミングおよびタイマーの図を用いてフレーム送信時の送信制御部４０の動作について説明する。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、中継状態フィールドの値が“００”のフレームを送信する場合、送信制御部４０は、キャリアセンス部３０から所定時間ＴａのＩＤＬＥを検出した後、フレームを送信する。所定時間Ｔａとは、送信フレームがＲＴＳ（Request to Send：送信要求）フレームやＤＡＴＡフレームの場合は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ＭＡＣプロトコルに規定されるＡＩＦＳ（Arbitration Interframe Space）やＤＩＦＳ（Distributed Interframe Space）、さらにバックオフを加えたものである。
【００３２】
送信制御部４０は、中継状態フィールドの値が“００”のフレームを送信した後に、所定時間Ｔｂのタイマーを設定する。時間Ｔｂ以内に宛先端末から応答フレーム（ＡＣＫ（Acknowledge：送達確認）フレームやＣＴＳ（Clear to Send：受信準備完了）フレーム）を受信した場合にはタイマーをキャンセルし、送信完了とする。時間Ｔｂ以内に宛先端末から応答フレームを受信しない場合には、フレームを再送するようにフレーム生成部５０および送信部６０を制御する。
【００３３】
図４（ｂ）に示すように、中継状態フィールドが“０１”のフレームを送信する場合、上記と同様に、送信制御部４０は、キャリアセンス部３０から所定時間ＴａのＩＤＬＥを検出した後、フレームを送信する。
【００３４】
ここで、フレーム送信時に用いる送信レート（変復調）は、全端末が送受信可能な送信レートの中から選択する。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されているＢＳＳ＿ＢＡＳＩＣ＿ＲＡＴＥの中から、送信レートを選択する。もしくは、送信端末が他の全端末の送信能力を把握していれば、全端末で送受信が可能な送信レートの中から選択してもよい。これにより、宛先端末以外の他端末がフレームを受信することができ、フレームの中継ができるようになる。
【００３５】
送信制御部４０は、中継状態フィールドの値が“０１”のフレーム送信後に、所定時間Ｔｃ及びＴｄのタイマーを設定する。送信制御部４０は、時間Ｔｃ以内にキャリアセンス部３０からＢＵＳＹが通知されない場合は、送信フレームを中継している端末が存在しないと判断し、フレームを再送するようフレーム生成部５０および送信部６０を制御する。
【００３６】
送信フレームを中継する端末が存在しない場合というのは、端末の配置や向きの接続関係によって通信可能な端末が存在しない場合と、他端末においてフレームがＦＣＳエラーとして受信されて廃棄されたことにより転送されない場合とがある。
【００３７】
前者の通信可能な端末が存在しない場合には再送しても再び転送されない可能性が高いが、後者のＦＣＳエラーで廃棄された場合には、再送により正しくフレームが受信され転送される可能性がある。
【００３８】
一方、送信制御部４０は、時間Ｔｃ以内にキャリアセンス部３０からＢＵＳＹが通知され、さらに時間Ｔｄ以内に宛先端末から応答フレーム（ＡＣＫフレームやＣＴＳフレーム）を受信した場合にはタイマーをキャンセルし、送信完了とする。
【００３９】
送信制御部４０は、時間Ｔｄ以内に宛先端末からの応答フレームが受信されない場合には、フレームを再送するよう、フレームを再送するようにフレーム生成部５０および送信部６０を制御する。時間Ｔｄは、他端末が送信フレームおよび応答フレームを中継するのに要する時間を考慮して設定する。また、時間Ｔｄは、固定値でもよいし、フレームサイズや送信レートに応じて可変値を設定してもよい。
【００４０】
また、セキュリティ確保のために、ＢＳＳＩＤをチェックし、自局が所属するＢＳＳＩＤと異なるＢＳＳＩＤのフレームは、転送処理を実行しないようにしてもよい。このようにすることで、ＢＳＳ外にフレームが転送されるのを防ぐことができる。また、フレームに暗号化を施し、自ＢＳＳ外の端末は受信フレームを復号できないようにしてもよい。この場合、中継時に書き換える必要がある中継状態フィールドは、暗号化を施さないようにする。
【００４１】
図４（ｃ）に示すように、中継状態フィールド値が“１１”のフレームを送信する場合は、直前に受信したフレームの終わり（チャネルがＢＵＳＹからＩＤＬＥになった時点）から所定時間Ｔｅの経過後に、フレームを送信する。中継状態フィールド値が“１１”のフレームは転送されたフレームなので、直前に中継状態フィールドが“０１（転送要求）”のフレームを受信しているはずである。従って、中継状態フィールド値が“０１”のフレームの受信完了から、所定時間Ｔｅ後にフレームを送信する。所定時間Ｔｅは、システムで全端末共通に定められる。すなわち、中継状態フィールド値が“０１”のフレームを受信した端末はすべて、所定時間Ｔｅ経過後に、一斉に中継状態フィールド値が“１１”のフレームを送信する。
【００４２】
所定時間Ｔｅは、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ＭＡＣプロトコルに規定されるＳＩＦＳ（Short Interframe Space）やＰＩＦＳ（Point Interframe Space）であり、この期間中はキャリアセンスを実施してもよいし、しなくてもよい。つまり、チャネルがＩＤＬＥかどうかを考慮せずに、時間Ｔｅ経過後に無条件でフレームを送信しても良い。中継状態フィールドの値が“１１”のフレームは再送しないものとし、フレーム送信後は、タイマーは設定されずにそのまま送信完了になる。
【００４３】
また、送信制御部４０は、中継状態フィールド値が“１１”のフレームを送信する際、直前に受信した中継状態フィールド値が“０１”のフレームと同じ送信レート（変復調）を使用するよう、送信部６０に通知する。これにより、中継時の送信所要時間を全中継端末で揃えることができる。すなわち、時間同期を保つことができる。
【００４４】
続いて、フレーム受信時の送信制御部４０の動作について図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４５】
（ステップＳ１０１）受信部１０がフレームを受信し、フレーム解析部２０が各フィールド値を取得し、送信制御部４０へ出力する。
【００４６】
（ステップＳ１０２）送信制御部４０が、中継フィールドの値を確認する。中継フィールドの値が“００”の場合はステップＳ１０３へ進み、中継フィールドの値が“０１”の場合はステップＳ１０４へ進み、中継フィールドの値が“１１”の場合はステップＳ１０８へ進む。
【００４７】
（ステップＳ１０３）送信制御部４０は、従来のＩＥＥＥ８０２．１１ＭＡＣプロトコルに従って動作する。
【００４８】
（ステップＳ１０４）送信制御部４０は、フレーム解析部２０から受信フレームの宛先アドレスの値を受け取る。宛先アドレスが他局である場合はステップＳ１０５へ進み、自局である場合はステップＳ１０６へ進む。
【００４９】
（ステップＳ１０５）送信制御部４０は、受信フレームの終わり（チャネルがＢＵＳＹからＩＤＬＥになった時点）から所定時間Ｔｅの経過後に、受信したフレームを転送するようにフレーム生成部５０及び送信部６０に指示する。所定時間Ｔｅは、図４に示す所定時間Ｔｅである。
【００５０】
このとき、送信制御部４０は、中継状態フィールドを“１１”に書き換えるように、フレーム生成部５０に指示する。また、送信制御部４０は、他の受信フレームによる送信抑制期間中であるかどうかにかかわらず、フレームを送信するように送信部６０に指示を行う。他の受信フレームによる送信抑制期間とは、ＭＡＣ層のプロトコル（例えば、ＮＡＶ（Network Allocation Vector））の仮想キャリアセンス情報によって設定されるチャネルの空塞状態である。
【００５１】
（ステップＳ１０６）送信制御部４０は、フレーム解析部２０から受け取った受信フレームのフレームタイプから、応答フレームの送信が必要か否かを確認する。応答フレームの送信が必要な場合はステップＳ１０７へ進む。応答フレームの送信が不要な場合はそのまま処理を完了する。
【００５２】
（ステップＳ１０７）送信制御部４０は、受信フレームの終わり（チャネルがＢＵＳＹからＩＤＬＥになった時点）から所定時間Ｔｆの経過後に応答フレームを送信するよう、フレーム生成部５０及び送信部６０に指示する。このとき、送信制御部４０は、中継状態フィールドに“００”を記載した応答フレームを生成するように、フレーム生成部５０に通知する。
【００５３】
（ステップＳ１０８）送信制御部４０は、フレーム解析部２０から受信フレームの宛先アドレスの値を受け取る。宛先アドレスが他局である場合はそのまま処理を完了し、自局である場合はステップＳ１０９へ進む。
【００５４】
（ステップＳ１０９）送信制御部４０は、フレーム解析部２０から受け取った受信フレームのフレームタイプから、応答フレームの送信が必要か否かを確認する。応答フレームの送信が必要な場合はステップＳ１１０へ進む。応答フレームの送信が不要な場合はそのまま処理を完了する。
【００５５】
（ステップＳ１１０）送信制御部４０は、受信フレームの終わり（チャネルがＢＵＳＹからＩＤＬＥになった時点）から所定時間Ｔｇの経過後に応答フレームを送信するよう、フレーム生成部５０及び送信部６０に指示する。このとき、送信制御部４０は、中継状態フィールドに“０１”を記載した応答フレームを生成するように、フレーム生成部５０に通知する。
【００５６】
フレーム生成部５０は、フレームヘッダの各フィールドに値を書き込み、送信フレームを生成する。フレーム生成部５０は、送信制御部４０からの指示に従って、フレーム再送時にフレームヘッダの再送ビットに“１”を設定したり、フレーム転送時に中継状態フィールドを“０１”から“１１”に書き換えたりといった処理を実行する。また、フレーム生成部５０は、送信制御部４０からの指示により、応答フレーム（ＡＣＫフレームやＣＴＳフレーム）を作成する。
【００５７】
送信部６０は、フレーム生成部５０が生成したフレームを、送信制御部４０からの指示に基づくタイミングで送信する。
【００５８】
次に、図６を用いて、本実施形態におけるフレーム中継手順を説明する。図６は、図２の無線通信システムにおいて、無線基地局ＡＰから無線端末局ＳＴＡ１へデータフレームを送信する場合のフレームシーケンスを示している。図６では送信フレームを実線、受信フレームを破線で示している。
【００５９】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１宛の送信データが発生すると、データ送信に先立ち、無線端末局ＳＴＡ１宛のＲＴＳフレーム（フレームＦ１）を送信する。図７に、フレームＦ１のフォーマットを示す。フレームＦ１はＩＥＥＥ８０２．１１で規定されているＲＴＳフレームに、「中継状態フィールド」を付加したものである。無線基地局ＡＰはこの時点で、無線端末局ＳＴＡ１と直接通信可能か否かを把握していないので、新規に送信するＲＴＳフレーム（フレームＦ１）の「中継状態フィールド」には、“００”を記載する。もし、無線基地局ＡＰが無線端末局ＳＴＡ１と直接通信が不可能であることをあらかじめ把握していれば、新規送信のＲＴＳフレームであっても「中継状態フィールド」に“０１”を記載してもよい。
【００６０】
ここで、無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ１の直接通信が不可能な場合に、他端末にフレームが中継されることを考慮して、他通信に妨害されないよう中継に要する時間をカバーするようなデュレーションフィールドの値を設定しても良い。チャネル上で所定期間のＩＤＬＥが検出されたら、無線基地局ＡＰは送信部６０からフレームＦ１を送信する。
【００６１】
ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルに則ると、ＲＴＳフレームを送信してからＳＩＦＳ期間後に、無線端末局ＳＴＡ１（宛先端末）からＣＴＳフレームが返信されるはずである。しかし、図２に示すように、無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ１間のリンクは切断されているので、無線端末局ＳＴＡ１は無線基地局ＡＰからのＲＴＳフレーム（フレームＦ１）を受信できない。従って、無線基地局ＡＰはフレームＦ１を送信した後、タイムアウト時間Ｔ１以内に無線端末局ＳＴＡ１からのＣＴＳフレームを受信することなく、タイムアウトする。タイムアウト時間Ｔ１は、図４（ａ）に示す所定時間Ｔｂである。
【００６２】
タイムアウトしたことにより無線基地局ＡＰは所定時間ＴａのＩＤＬＥ検出後にフレームＦ１を再送する。所定時間Ｔａは、図４（ａ）、（ｂ）に示す所定時間Ｔａである。このときフレームＦ１をそのまま再送するのではなく、「中継状態フィールド」を“０１”に書き換え、図８に示すようなフレームＦ２として送信する。
【００６３】
本実施形態では、１回のタイムアウトで「中継状態フィールド」を“００”から“０１”に書き換え、フレームＦ２として送信しているが、１回でなくｎ回（ｎは２以上の整数）のタイムアウト後にフレームＦ２を送信するようにしてもよい。例えば、３回タイムアウトするまでは「中継状態フィールド」を“００”のまま再送（フレームＦ１を送信）し、４回目の再送時に「中継状態フィールド」を“０１”に書き換えたフレームＦ２を送信してもよい。
【００６４】
フレームＦ２の送信後、無線基地局ＡＰはチャネルを監視し、時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出されるか否かをチェックする。時間Ｔは、図４（ｂ）に示す所定時間Ｔｃに、キャリアセンスに要する任意時間を加えたものである。
【００６５】
時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出された場合は、少なくとも１台の他の端末がフレームＦ２を転送しているとみなし、ＣＴＳフレームの受信を待つ。
【００６６】
一方、時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出されない場合のフレームシーケンスを図９に示す。時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出されない場合、無線基地局ＡＰはフレームＦ２の送信に失敗したと判断し、所定時間ＴａのＩＤＬＥ検出後にフレームＦ２を再送する。時間Ｔａは、図４に示す所定時間Ｔａである。
【００６７】
無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４は、受信部１０においてＦＣＳエラーを検出すると、受信フレームを廃棄するので、ＦＣＳエラーで受信されたフレームは転送されない。再送によりＦＣＳエラーが生じない可能性があるので、無線基地局ＡＰはフレームＦ２を再送する。フレームＦ２の再送後は、再び時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出されるか否かをチェックする。
【００６８】
図２に示す無線通信システム構成（端末配置）の場合は、図６に示すようにフレームＦ２を無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４が受信し、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４はそれぞれフレームＦ２に対して図５に示すような処理を実行する。
【００６９】
フレームＦ２は、「中継状態フィールド」が“０１”で、かつ、他局（無線端末局ＳＴＡ１）宛なので、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４は、フレームＦ２が転送すべきフレームであると判断し、フレームＦ２を転送する。
【００７０】
このとき、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４は、「中継状態フィールド」を“０１”から“１１（転送完了）”に書き換え、図１０に示すようなフレームＦ３を転送する。無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４は、ＢＳＳ内で全端末共通に定められたタイミングで、一斉にフレームＦ３を送信する。システムで全端末共通に定められたタイミングとは、図４（ｃ）における所定時間Ｔｅである。
【００７１】
図２に示す無線通信システム構成では、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４がそれぞれフレームＦ３を送信するので、無線基地局ＡＰは、フレームＦ２の送信後、時間Ｔ以内にＢＵＳＹを検出する。従って、無線基地局ＡＰは「中継状態フィールド」を“０１（転送要求）”に設定して送信したフレームＦ２が、少なくとも１台以上の無線端末局によって転送されていると認識し、ＣＴＳフレームの受信を待つ。
【００７２】
無線端末局ＳＴＡ１は、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３が送信したフレームＦ３を受信する。ここで、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３が送信するフレームＦ３の中身は全く同一であり、全端末共通に定められた所定時間Ｔｅに従って送信するので送信時刻も同一である。従って、無線端末局ＳＴＡ１はフレームＦ３を復号することができる。
【００７３】
無線端末局ＳＴＡ１は、フレームＦ３を復号後、図５に示す処理を実行する。フレームＦ３は、「中継状態フィールド」が“１１”で、かつ、自局宛であり、さらに「応答が必要」なので、無線端末局ＳＴＡ１は無線基地局ＡＰ宛にＣＴＳフレーム(フレームＦ４)を送信する。無線端末局ＳＴＡ１は、フレームＦ３を受信してから所定時間Ｔｇ経過後にフレームＦ４を送信する。
【００７４】
このとき、無線端末局ＳＴＡ１は、受信したフレームＦ３の「中継状態フィールド」が“１１”であることから、フレームＦ３は転送されたフレームである、つまり無線端末局ＳＴＡ１と無線基地局ＡＰとは直接通信していないことを認識する。そのため、無線端末局ＳＴＡ１は、図１１に示すように、無線基地局ＡＰ宛に送信するフレームＦ４の「中継状態フィールド」に“０１（転送要求）”を記載する。
【００７５】
無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は、無線端末局ＳＴＡ１が送信したフレームＦ４を受信し、図５に示す処理を実行する。フレームＦ４は、「中継状態フィールド」が“０１”で、かつ、他局（無線基地局ＡＰ）宛なので、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は、フレームＦ４の「中継状態フィールド」を“１１（転送完了）”に書き換えて、図１２に示すフレームＦ５を生成する。そして、ＢＳＳ内で全端末共通に定められたタイミングで、一斉にフレームＦ５を送信する。システムで全端末共通に定められたタイミングとは、図４における所定時間Ｔｅである。
【００７６】
無線基地局ＡＰは無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３からフレームＦ５を受信する。ここで、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３が送信するフレームＦ５の中身は全く同一で、全端末共通に定められた所定時間Ｔｅに従って送信されるので送信時刻も同一である。従って、無線基地局ＡＰはフレームＦ５を復号することができる。
【００７７】
無線基地局ＡＰは、フレームＦ５の復号後、フレーム解析部２０でフィールド値を取得し、図５に示す処理を実行する。フレームＦ５の「中継状態フィールド」が“１１”、かつ宛先アドレスが自局であり、さらに「応答が不要」なので、無線基地局ＡＰはフレームＦ５に対して何もしない。
【００７８】
フレームＦ５の受信により、無線基地局ＡＰはタイムアウト時間Ｔ２以内にＣＴＳフレームを受信したことになるので、無線基地局ＡＰは無線端末局ＳＴＡ１との通信のためのチャネル予約が成功したものと認識し、データフレーム（フレームＦ６）を送信する。タイムアウト時間Ｔ２は、図４（ｂ）に示す所定時間Ｔｄである。
【００７９】
フレームＦ６はＩＥＥＥ８０２．１１で規定されているＤＡＴＡフレームに、「中継状態フィールド」を付加したものである。ＲＴＳ／ＣＴＳフレーム交換により、無線基地局ＡＰは無線端末局ＳＴＡ１と直接通信が不可能であることを把握しているので、送信するＤＡＴＡフレーム(フレームＦ６)の「中継状態フィールド」には、“０１”を記載する。
【００８０】
フレームＦ６の送信後、無線基地局ＡＰはチャネルを監視し、時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出されるか否かをチェックする。
【００８１】
時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出された場合、少なくとも１台の他の端末がフレームＦ６を転送しているとみなし、ＡＣＫフレームの受信を待つ。
【００８２】
一方、時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出されない場合、無線基地局ＡＰはフレームＦ６の送信に失敗したと判断し、所定時間のＩＤＬＥ検出後にフレームＦ６を再送する。無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４は、受信部１０においてＦＣＳエラーを検出すると、受信フレームを廃棄するので、ＦＣＳエラーで受信されたデータフレームは転送されない。再送によりＦＣＳエラーが生じない可能性があるので、無線基地局ＡＰはフレームＦ６を再送する。フレームＦ６の再送後は、再び時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出されるか否かをチェックする。
【００８３】
図２に示す無線通信システム構成では、図６に示すようにフレームＦ６を無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４が受信し、図５に示す処理を実行する。フレームＦ６の「中継状態フィールド」が“０１”で、かつ、他局（無線端末局ＳＴＡ１)宛なので、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４は、転送すべきフレームであると判断し、フレームＦ６を転送する。
【００８４】
このとき、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４は、フレームＦ６の中継状態フィールドを“０１”から“１１”に書き換えたフレームＦ７を生成する。その後、ＢＳＳ内で全端末共通に定められたタイミングで、一斉にフレームＦ７が送信される。システムで全端末共通に定められたタイミングとは、図４（ｃ）における所定時間Ｔｅである。
【００８５】
図２に示す無線通信システム構成では、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４がそれぞれフレームＦ７を送信するので、無線基地局ＡＰにおいて、時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出される。従って、無線基地局ＡＰは、「中継状態フィールド」を“０１（転送要求）”に設定して送信したデータフレーム（フレームＦ６）が、少なくとも１台以上の無線端末局によって転送されていると認識し、ＡＣＫフレームの受信を待つ。
【００８６】
無線端末局ＳＴＡ１は、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３が送信したフレームＦ７を受信する。ここで、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３が送信するフレームＦ７は中身が同一であり、送信時刻も同一である。従って、無線端末局ＳＴＡ１はフレームＦ７を復号することができる。
【００８７】
無線端末局ＳＴＡ１は、フレームＦ７の復号後、フレーム解析部２０でフィールド値を取得し、図５に示す処理を実行する。フレームＦ７の「中継状態フィールド」が“１１”、かつ、宛先アドレスが自局であり、さらに「応答が必要」なので、無線端末局ＳＴＡ１は無線基地局ＡＰ宛にＡＣＫフレーム（フレームＦ８）を返信する。このとき、無線端末局ＳＴＡ１は、受信したフレームＦ７の「中継状態フィールド」が“１１”であることから、フレームＦ７は転送されたフレームである、つまり無線端末局ＳＴＡ１は無線基地局ＡＰと直接接続されていないことを認識する。そのため、無線端末局ＳＴＡ１は、無線基地局ＡＰ宛に送信するフレームＦ８の「中継状態フィールド」に“０１”を記載する。
【００８８】
無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は、無線端末局ＳＴＡ１が送信したフレームＦ８を受信し、図５に示す処理を実行する。フレームＦ８の「中継状態フィールド」が“０１”で、かつ、宛先アドレスが他局（無線基地局ＡＰ）を示すため、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は、フレームＦ８の「中継状態フィールド」を“１１”に書き換えたフレームＦ９を生成する。その後、ＢＳＳ内で全端末共通に定められたタイミングで、一斉にフレームＦ９が送信される。システムで全端末共通に定められたタイミングとは、図４（ｃ）における所定時間Ｔｅである。
【００８９】
無線基地局ＡＰは無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３からフレームＦ９を受信する。ここで、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３が送信するフレームＦ９は、中身も送信時刻も同一である。従って、無線基地局ＡＰは、フレームＦ９を復号することができる。
【００９０】
無線基地局ＡＰは、フレームＦ９の復号後、フレーム解析部２０でフィールド値を取得し、図５に示す処理を実行する。フレームＦ９の「中継状態フィールド」が“１１”、かつ宛先アドレスが自局を示し、さらに「応答が不要」なので、無線基地局ＡＰはフレームＦ９に対して何もしない。
【００９１】
フレームＦ９の受信により、無線基地局ＡＰはタイムアウト時間Ｔ３以内にＡＣＫフレームを受信したことになるので、無線基地局ＡＰは無線端末局ＳＴＡ１へのデータ送信が成功したものと認識し、送信完了となる。タイムアウト時間Ｔ３は、図４（ｂ）に示す時間Ｔｄであり、固定値でもよいし、フレームサイズや送信レートに応じて可変でもよい。
【００９２】
このように、本実施形態では、受信フレームの「中継状態フィールド」の値に応じて端末が動作し、「中継状態フィールド」の値を書き換えるだけでフレームを転送する。つまり、ルート探索情報を必要としないで転送されるので、中継時にルーティングテーブルの参照やフレームのアドレスを書き換える必要がなく、中継時の端末負荷、およびシステム全体のオーバーヘッドを低減できる。
【００９３】
従って、ミリ波のように指向性を有する電波を使用し、リンク切断が頻発するような環境においても、システムスループットを劣化させることなく、接続性を向上できる。
【００９４】
（第２の実施形態）上記第１の実施形態では、図２のような無線通信システムにおいて無線基地局ＡＰから無線端末局ＳＴＡ１へフレームを送信する例を説明したが、本実施形態では図１の無線通信システムにおいて無線基地局ＡＰから無線端末局ＳＴＡ１へフレームを送信する例を説明する。上記第１の実施形態との違いは、無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ１の直接通信が可能な点である。
【００９５】
図１３に示すフレームシーケンス図を用いて、本実施形態におけるフレーム中継手順を説明する。なお、無線通信装置（無線基地局ＡＰ、無線端末局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４）の構成および動作は、上記第１の実施形態と同様である。また、図１３では、送信フレームを実線、受信フレームを破線で示す。
【００９６】
上記実施形態１と同様に、無線基地局ＡＰは無線端末局ＳＴＡ１宛の送信データが発生すると、データ送信に先立ち、無線端末局ＳＴＡ１宛のＲＴＳフレーム(フレームＦ２１)を送信する。この時点では、無線基地局ＡＰは無線端末局ＳＴＡ１と直接通信可能か否かを把握していないので、送信するＲＴＳフレーム(フレームＦ２１)の「中継状態フィールド」には、“００”を記載している。
【００９７】
チャネル上で所定期間のＩＤＬＥが検出されたら、無線基地局ＡＰは送信部６０からフレームＦ２１を送信する。図１に示す無線通信システム構成の場合、無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ１は直接通信が可能であり、ＲＴＳフレーム(フレームＦ２１)の「中継状態フィールド」の値が“００（従来のＩＥＥＥ８０２．１１規格通りの通常フレーム（転送しない））”なので、従来どおりのＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルが実行される。
【００９８】
ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルに従うと、無線端末局ＳＴＡ１はフレームＦ２１を誤りなく受信するとＣＴＳフレームを返信するが、ここでは伝送誤りによるＦＣＳエラーのため、無線端末局ＳＴＡ１がフレーム２１を正しく受信できず、ＣＴＳフレームを返信しない場合を考える。この場合、無線基地局ＡＰはフレームＦ２１を送信後、タイムアウト時間Ｔ１（図４（ａ）に示す所定時間Ｔｂ）以内に無線端末局ＳＴＡ１からのＣＴＳフレームを受信することなく、タイムアウトする。
【００９９】
タイムアウトしたことにより、無線基地局ＡＰは、所定時間ＴａのＩＤＬＥ検出後にフレームＦ２１を再送する。時間Ｔａは、図４（ａ）、（ｂ）に示す所定時間Ｔａである。無線基地局ＡＰは、フレームＦ２１をそのまま再送するのではなく、「中継状態フィールド」を“０１”に書き換えたフレームＦ２２を生成して送信する。
【０１００】
このとき無線基地局ＡＰは、タイムアウトの原因が無線端末局ＳＴＡ１におけるＦＣＳエラーなのか、無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ１間のリンク切断なのかは、把握していない。
【０１０１】
仮にタイムアウトの原因を把握できたとすると、ＦＣＳエラーの場合は再送すれば正しく受信できる可能性が高いので、「中継状態フィールド」を“００”のまま再送してもよい。無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ１間のリンク切断の場合は、無線基地局ＡＰが何回再送しても無線端末局ＳＴＡ１には届かない可能性が高いので、「中継状態フィールド」を“０１（転送要求）”に書き換えて再送する。
【０１０２】
ここでは無線基地局ＡＰがタイムアウトの原因を特定できない場合を考えているので、１回のタイムアウトで「中継状態フィールド」を“００”から“０１”に書き換えてフレームＦ２２として送信している。
【０１０３】
無線基地局ＡＰは、フレームＦ２２の送信後、所定時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出されるか否かをチェックする。
【０１０４】
図１に示す無線通信システム構成では、無線端末局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４がフレームＦ２２を受信し、それぞれ図５に示す処理を実行する。
【０１０５】
無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４は、上記第１の実施形態と同様に、フレームＦ２２の「中継状態フィールド」が“０１（転送要求）”で、かつ、他局(無線端末局ＳＴＡ１)宛なので、転送すべきフレームであると判断する。そして、無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４は、フレームＦ２２の「中継状態フィールド」を“０１”から“１１”に書き換えて、図１０に示すようなフレームＦ２３を生成する。そして無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４は、ＢＳＳ内で全端末共通に定められたタイミングで、一斉にフレームＦ２３を送信する。システムで全端末共通に定められたタイミングとは、図４における所定時間Ｔｅである。
【０１０６】
無線基地局ＡＰは、時間Ｔ以内にＢＵＳＹを検出し、フレームＦ２２が少なくとも１台以上の無線端末局によって転送されたことを認識し、ＣＴＳフレームの受信を待つ。
【０１０７】
一方、無線端末局ＳＴＡ１は、受信したフレームＦ２２の「中継状態フィールド」が“０１”で、かつ、自局宛であり、さらに「応答が必要」なので、図５のフローチャートに従って、所定時間Ｔｆ経過後に、無線基地局ＡＰ宛にＣＴＳフレーム(フレームＦ２４)を返信する。
【０１０８】
所定時間Ｔｆは、他端末がフレームＦ２２を転送するのに要する時間をカバーする長さであり、前述の所定時間Ｔｅよりも長い。
【０１０９】
このとき、無線端末局ＳＴＡ１は、受信したフレームＦ２２の「中継状態フィールド」が“０１”であることから、無線端末局ＳＴＡ１は無線基地局ＡＰと直接通信が可能なことを認識する。そのため、無線端末局ＳＴＡ１は、無線基地局ＡＰ宛に送信するフレームＦ２４の中継状態フィールドに、“００（従来のＩＥＥＥ８０２．１１規格通りの通常フレーム（転送しない））”を記載する。
【０１１０】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１からフレームＦ２４を受信し、図５に示す処理を実行する。フレームＦ２４の「中継状態フィールド」が“００”、かつ宛先アドレスが自局宛であり、さらに「応答が不要」なので、無線基地局ＡＰはフレームＦ２４に対して何もしない。
【０１１１】
フレームＦ２４の受信により、無線基地局ＡＰはタイムアウト時間Ｔ２以内にＣＴＳフレームを受信したことになる。従って、無線基地局ＡＰは無線端末局ＳＴＡ１との通信のためのチャネル予約が成功したものと認識し、ＤＡＴＡフレーム（フレームＦ２５）を送信する。タイムアウト時間Ｔ２は、図４（ｂ）に示す所定時間Ｔｄである。
【０１１２】
無線基地局ＡＰは、ＣＴＳフレーム（フレームＦ２４）の「中継状態フィールド」が“００”であることにより、無線端末局ＳＴＡ１と直接通信が可能であることを把握するので、送信するＤＡＴＡフレーム（フレームＦ２５）の「中継状態フィールド」には、“００”を記載する。これ以降、無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ１との間で直接、従来どおりのＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルが実行される。
【０１１３】
このように、受信フレームの「中継状態フィールド」の値に応じて端末が動作することで、中継を行わない直接通信を実現できる。すなわち、各端末は、宛先端末と直接通信が可能か否か、中継が必要か否か、を意識することなく、宛先端末との通信を成立させることができる。
【０１１４】
（第３の実施形態）図１４に本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す。本実施形態では、無線端末局ＳＴＡ１と通信可能な端末が存在しない場合に、無線基地局ＡＰが無線端末局ＳＴＡ１へフレームを送信する際の各端末の動作について説明する。
【０１１５】
図１５に示すフレームシーケンス図を用いて、本実施形態におけるフレーム中継手順を説明する。なお、無線通信装置（無線基地局ＡＰ、無線端末局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４）の構成および動作は、上記第１の実施形態と同様である。また、図１５では、送信フレームを実線、受信フレームを破線で示す。
【０１１６】
上記第１の実施形態と同様に、無線基地局ＡＰは無線端末局ＳＴＡ１宛の送信データが発生すると、データ送信に先立ち、無線端末局ＳＴＡ１宛のＲＴＳフレーム(フレームＦ３１)を送信する。
【０１１７】
無線基地局ＡＰは、この時点で、無線端末局ＳＴＡ１と直接通信可能か否かを把握していないので、ＲＴＳフレーム（フレームＦ３１）の「中継状態フィールド」に、“００”を記載する。
【０１１８】
チャネル上で所定期間のＩＤＬＥを検出すると、無線基地局ＡＰは送信部６０からフレームＦ３１を送信する。図１４に示す無線通信システム構成の場合、無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ１は直接通信が不可能なので、無線端末局ＳＴＡ１は無線基地局ＡＰからのＲＴＳフレーム（フレームＦ３１）を受信できない。従って、無線基地局ＡＰは、フレームＦ３１を送信した後、タイムアウト時間Ｔ１以内に無線端末局ＳＴＡ１からのＣＴＳフレームを受信することなく、タイムアウトする。
【０１１９】
タイムアウトしたことにより、無線基地局ＡＰはフレームＦ３１を再送する。上記第１、第２の実施形態と同様に、フレームＦ３１をそのまま再送するのではなく、「中継状態フィールド」を“０１（転送要求）”に書き換えたフレームＦ３２を送信する。
【０１２０】
図１４に示す無線通信システム構成では、無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４がフレームＦ３２を受信し、それぞれ図５に示す処理を実行する。
【０１２１】
無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４は、上記第１の実施形態と同様に、フレームＦ３２の「中継状態フィールド」が“０１”で、かつ、他局（無線端末局ＳＴＡ１）宛なので、転送すべきフレームであると判断する。そして、無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４は、フレームＦ３２の「中継状態フィールド」を“０１”から“１１”に書き換えたフレームＦ３３を生成し、ＢＳＳ内で全端末共通に定められたタイミングで、一斉にフレームＦ３３を送信する。
【０１２２】
一方、無線端末局ＳＴＡ１は、図１４に示すように、他のどの端末の電波も受信することはできないので、無線基地局ＡＰが送信したフレームＦ３２も、無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４が送信したフレームＦ３３も、いずれも受信しない。従って、無線基地局ＡＰはフレームＦ３２を送信した後、タイムアウト時間Ｔ２（図４（ｂ）に示す所定時間Ｔｄ）以内に無線端末局ＳＴＡ１からのＣＴＳフレームを受信することなく、タイムアウトする。
【０１２３】
この後、無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１からＣＴＳフレームを受信しない限り、所定の回数だけフレームＦ３２の再送を繰り返す。
【０１２４】
このように、無線基地局ＡＰから無線端末局ＳＴＡ１への直接通信ができなく、かつ中継端末が存在しない場合にも、各端末は異常動作に陥ったり、動作停止状態になったりすることがない。
【０１２５】
（第４の実施形態）図１６に示すフレームシーケンス図を用いて本発明の第４の実施形態に係る無線通信方法によるフレーム中継手順を説明する。本実施形態ではＲＴＳ／ＣＴＳ交換を行なわずに、最初からデータフレームを送信する例について説明する。
【０１２６】
なお、無線通信装置（無線基地局ＡＰ及び無線端末局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４）の構成および動作は、上記第１の実施形態と同様であるものとする。また、図１６では、送信フレームを実線、受信フレームを破線で示す。
【０１２７】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１宛の送信データが発生すると、無線端末局ＳＴＡ１と直接通信可能か否かにかかわらず、「中継状態フィールド」に“０１”を記載したＤＡＴＡフレーム（フレームＦ４１）を送信する。
【０１２８】
無線基地局ＡＰは、フレームＦ４１の送信後、チャネルを監視し、時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出されるか否かをチェックする。
【０１２９】
無線基地局ＡＰは、時間Ｔ以内にＢＵＳＹを検出した場合、少なくとも１台の他の端末がフレームＦ４１を転送しているとみなし、ＡＣＫフレームの受信を待つ。
【０１３０】
一方、無線基地局ＡＰは、時間Ｔ以内にＢＵＳＹを検出しない場合、フレームＦ４１の送信に失敗したと判断し、所定期間のＩＤＬＥ検出後にフレームＦ４１を再送する。無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４は、受信部においてＦＣＳエラーを検出すると、受信フレームを廃棄するので、ＦＣＳエラーで受信されたフレームは転送されない。再送によりＦＣＳエラーが生じない可能性があるので、無線基地局ＡＰはフレームＦ４１を再送する。フレームＦ４１の再送後は、再び時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出されるか否かをチェックする。
【０１３１】
図２に示すような無線通信システム構成では、無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４がフレームＦ４１を受信し、それぞれ図５に示す処理を実行する。フレームＦ４１の「中継状態フィールド」が“０１”で、かつ、他局(無線端末局ＳＴＡ１)宛なので、転送すべきフレームであると判断する。無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４は、フレームＦ４１の中継状態フィールドを”“０１”から“１１”に書き換え、フレームＦ４２を生成する。そして、無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４は、ＢＳＳ内で全端末共通に定められたタイミングで、一斉にフレームＦ４２を送信する。システムで全端末共通に定められたタイミングとは、図４（ｃ）における所定時間Ｔｅである。
【０１３２】
図２に示す無線通信システム構成では、無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４がそれぞれフレームＦ４２を送信するので、無線基地局ＡＰにおいて、時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出される。従って、無線基地局ＡＰは「中継状態フィールド」を“０１（転送要求）”に設定して送信したフレームＦ４１が、少なくとも１台以上の無線端末局によって転送されていると認識し、ＡＣＫフレームの受信を待つ。
【０１３３】
無線端末局ＳＴＡ１は、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３から送信されたフレームＦ４２を受信する。ここで、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３が送信するフレームＦ４２は、中身も送信時刻も同一である。従って、無線端末局ＳＴＡ１はフレームＦ４２を復号することができる。
【０１３４】
無線端末局ＳＴＡ１は、フレームＦ４２の復号後、フレーム解析部２０でフィールド値を取得し、図５に示す処理を実行する。フレームＦ４２の「中継状態フィールド」が“１１”、かつ、宛先アドレスが自局を示し、さらに「応答が必要」なので、無線端末局ＳＴＡ１は無線基地局ＡＰにＡＣＫフレーム(フレームＦ４３)を返信する。
【０１３５】
このとき、無線端末局ＳＴＡ１は、受信したフレームＦ４２の「中継状態フィールド」が“１１（転送完了）”であることから、フレームＦ４２は転送されたフレームである、つまり無線基地局ＡＰと直接通信できないことを認識する。そのため、無線端末局ＳＴＡ１は、無線基地局ＡＰ宛に送信するフレームＦ４３の中継状態フィールドに“０１（転送要求）”を記載する。
【０１３６】
無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は、無線端末局ＳＴＡ１から送信されたフレームＦ４３を受信し、図５に示す処理を実行する。フレームＦ４３の「中継状態フィールド」が“０１”で、かつ、宛先アドレスが他局（無線基地局ＡＰ）なので、フレームＦ４３の「中継状態フィールド」を“１１（転送完了）”に書き換えてフレームＦ４４を生成する。その後、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は、ＢＳＳ内で全端末共通に定められたタイミングで、一斉にフレームＦ４４を送信する。システムで全端末共通に定められたタイミングとは、図４における所定時間Ｔｅである。
【０１３７】
無線端末局ＳＴＡ４は、図２に示す端末配置から分かるように、無線端末局ＳＴＡ１から送信されたフレームＦ４３を受信できないので、何も処理を行わない。
【０１３８】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３からフレームＦ４４を受信する。ここで、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３が送信するフレームＦ４４は中身も送信時刻も同一である。従って、無線基地局ＡＰはフレームＦ４４を復号することができる。
【０１３９】
無線基地局ＡＰはフレームＦ４４の復号後、フレーム解析部２０でフィールド値を取得し、図５に示す処理を実行する。フレームＦ４４の「中継状態フィールド」が“１１”、かつ宛先アドレスが自局を示し、さらに「応答が不要」なので、無線基地局ＡＰはフレームＦ４４に対して何も処理を行わない。
【０１４０】
フレームＦ４４の受信により、無線基地局ＡＰは所定のタイムアウト時間以内にＡＣＫフレームを受信したことになるので、無線基地局ＡＰは無線端末局ＳＴＡ１へのデータ送信が成功したものと認識し、送信完了となる。
【０１４１】
このように、本実施形態では、実際に通信先との直接通信が可能か否かに関わらず、常に中継されることを前提として新規送信フレームの「中継状態フィールド」に“０１（転送要求）”を記載する。データ送信に先立ってＲＴＳ／ＣＴＳ交換を行わないため、処理付加をさらに削減できる。また、最初からデータフレームを送信しても、プロトコル的に無線通信システムが破綻をきたすことなく動作できることがわかる。
【０１４２】
（第５の実施形態）本発明の第５の実施形態に係る無線通信装置の構成は図３に示す上記第１の実施形態に係る無線通信装置と同じであるが、フレームの中継を行う端末を指定できる点が異なる。
【０１４３】
本実施形態に係る無線通信装置の動作を図１７に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１４４】
（ステップＳ２０１）受信部１０がフレームを受信し、フレーム解析部２０が各フィールド値を取得し、送信制御部４０へ出力する。
【０１４５】
（ステップＳ２０２）送信制御部４０が、中継フィールドの値を確認する。中継フィールドの値が“００”の場合はステップＳ２０３へ進み、中継フィールドの値が“０１”の場合はステップＳ２０４へ進み、中継フィールドの値が“１１”の場合はステップＳ２０９へ進む。
【０１４６】
（ステップＳ２０３）送信制御部４０は、従来のＩＥＥＥ８０２．１１ＭＡＣプロトコルに従って動作する。
【０１４７】
（ステップＳ２０４）送信制御部４０は、フレーム解析部２０から受信フレームの受信アドレスの値を受け取る。受信アドレスが他局である場合はそのまま処理を完了し、自局又はブロードキャストアドレスである場合はステップＳ２０５へ進む。受信アドレスについては後述する。
【０１４８】
（ステップＳ２０５）送信制御部４０は、フレーム解析部２０から受信フレームの宛先アドレスの値を受け取る。宛先アドレスが他局である場合はステップＳ２０６へ進み、自局である場合はステップＳ２０７へ進む。
【０１４９】
（ステップＳ２０６）送信制御部４０は、受信フレームの終わり（チャネルがＢＵＳＹからＩＤＬＥになった時点）から所定時間Ｔｅの経過後に、受信したフレームを転送するようにフレーム生成部５０及び送信部６０に指示する。所定時間Ｔｅは、図４に示す所定期間Ｔｅである。
【０１５０】
このとき、送信制御部４０は、中継状態フィールドを“１１”に書き換えるように、フレーム生成部５０に指示する。また、送信制御部４０は、他の受信フレームによる送信抑制期間中であるかどうかにかかわらず、フレームを送信するように送信部６０に指示を行う。他の受信フレームによる送信抑制期間とは、ＭＡＣ層のプロトコル（例えば、ＮＡＶ（Network Allocation Vector））の仮想キャリアセンス情報によって設定されるチャネルの空塞状態である。
【０１５１】
また、送信制御部４０は、端末識別子（例えばＢＳＳ内でＭＡＣアドレス順に付与される端末ＩＤ）に対応するサブキャリアに信号をマッピングして送信するように、フレーム生成部５０及び送信部６０を制御できる。
【０１５２】
（ステップＳ２０７）送信制御部４０は、フレーム解析部２０から受け取った受信フレームのフレームタイプから、応答フレームの送信が必要か否かを確認する。応答フレームの送信が必要な場合はステップＳ２０８へ進む。応答フレームの送信が不要な場合はそのまま処理を完了する。
【０１５３】
（ステップＳ２０８）送信制御部４０は、受信フレームの終わり（チャネルがＢＵＳＹからＩＤＬＥになった時点）から所定時間Ｔｆの経過後に応答フレームを送信するよう、フレーム生成部５０及び送信部６０に指示する。このとき、送信制御部４０は、中継状態フィールドに“００”を記載した応答フレームを生成するように、フレーム生成部５０に通知する。
【０１５４】
（ステップＳ２０９）送信制御部４０は、フレーム解析部２０から受信フレームの宛先アドレスの値を受け取る。宛先アドレスが他局である場合はそのまま処理を完了し、自局である場合はステップＳ２１０へ進む。
【０１５５】
（ステップＳ２１０）送信制御部４０は、フレーム解析部２０から受け取った受信フレームのフレームタイプから、応答フレームの送信が必要か否かを確認する。応答フレームの送信が必要な場合はステップＳ２１１へ進む。応答フレームの送信が不要な場合はそのまま処理を完了する。
【０１５６】
（ステップＳ２１１）送信制御部４０は、受信フレームの終わり（チャネルがＢＵＳＹからＩＤＬＥになった時点）から所定時間Ｔｇの経過後に応答フレームを送信するよう、フレーム生成部５０及び送信部６０に指示する。このとき、送信制御部４０は、図１８に示すような、中継状態フィールドに“０１”を記載した応答フレームを生成するように、フレーム生成部５０に通知する。
【０１５７】
図１８に示すように、本実施形態では、「中継状態フィールド」に“０１”記載時のフレームフォーマットには、「受信アドレス」、「送信アドレス」、「宛先アドレス」の３種類のアドレスフィールドがある。
【０１５８】
「受信アドレス」には、中継端末のアドレスが記載される。送信端末が特定の端末を選択してフレームを中継させる場合、「受信アドレス」にその端末のアドレスを記載する。送信端末が特定の端末を指定せずに、フレーム受信した全端末に中継させる場合には、「受信アドレス」にブロードキャストアドレス(例えば“FFFFFF”)を記載する。
【０１５９】
「送信アドレス」にはフレームを送信する送信端末のアドレスが記載される。「宛先アドレス」には、送信フレームの最終宛先である端末のアドレスが記載される。
【０１６０】
本実施形態では、「中継状態フィールド」に“０１”を記載するフレームのみ、図１８に示すフレームフォーマットを使用するものとして説明するが、「中継状態フィールド」に“００”、“１１”を記載する場合にも図１８に示すフレームフォーマットを使用してもよい。
【０１６１】
ステップＳ２０６で説明したように、受信フレームには、このフレームを送信した端末の端末識別子に対応するサブキャリアに信号がマッピングされ得る。従って、無線端末装置（フレーム解析部２０）は、受信フレームのサブキャリア信号判定を行うことで、受信フレームの送信元端末を特定することができる。
【０１６２】
送信制御部４０は、例えば、特定された受信フレームの送信元端末のうち、サブキャリアの受信電力が最も高い端末を中継端末として選択し、選択した端末のアドレスを「受信アドレス」に記載するようにフレーム生成部５０を指示してもよい。
【０１６３】
このように、「中継状態フィールド」に“０１”が記載されるフレームに、フレームの中継を行う端末のアドレスを記載するアドレスフィールド「受信アドレス」を設けることで、中継端末を指定することができる。
【０１６４】
図１９は、本実施形態に係る無線通信方法における無線基地局ＡＰから無線端末局ＳＴＡ１へのフレーム送信時のフレームシーケンスを示している。図１９を用いて、無線基基地局ＡＰが無線端末局ＳＴＡ１へフレーム送信を行う場合のフレーム中継手順を説明する。なお、図１９では送信フレームを実線、受信フレームを破線で示している。
【０１６５】
上記第１の実施形態と同様に、無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１宛の送信データが発生すると、データ送信に先立ち、無線端末局ＳＴＡ１宛のＲＴＳフレーム（フレームＦ５１）を送信する。ここではＲＴＳフレーム（フレームＦ５１）の「中継状態フィールド」に“００”を記載するものとする。
【０１６６】
無線基地局ＡＰは、チャネル上で所定期間のＩＤＬＥが検出されたら、送信部６０からフレームＦ５１を送信するが、図２に示すように無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ１間のリンクは切断されているので、無線端末局ＳＴＡ１は無線基地局ＡＰからのＲＴＳフレーム（フレームＦ５１）を受信できない。従って、無線基地局ＡＰは、フレームＦ５１を送信後、タイムアウト時間Ｔ１以内に無線端末局ＳＴＡ１からのＣＴＳフレームを受信することなく、タイムアウトする。
【０１６７】
無線基地局ＡＰは、タイムアウトしたことによりフレームＦ５１を再送する。このときフレームＦ５１をそのまま再送するのではなく、「中継状態フィールド」を“０１”に書き換えたフレームＦ５２を生成して送信する。フレームＦ５２は図１８に示すようなフレームである。
【０１６８】
ここで、無線基地局ＡＰは無線端末局ＳＴＡ１宛のフレーム送信時に、中継が必要か不要か、中継が必要な場合にどの端末を中継端末として選択すればよいか、を把握していないので、受信アドレスにブロードキャストアドレスを記載するものとする。
【０１６９】
もし、無線基地局ＡＰが無線端末局ＳＴＡ１宛のフレーム送信には中継が必要で、中継端末として例えば無線端末局ＳＴＡ２が最適である、ということをあらかじめ把握している場合には、受信アドレスに無線端末局ＳＴＡ２のアドレスを記載して送信することもできる。
【０１７０】
送信アドレスには送信端末である無線基地局ＡＰのアドレスが記載される。宛先アドレスには、最終宛先である無線端末局ＳＴＡ１のアドレスが記載される。
【０１７１】
フレームＦ５２の送信後、上記第１の実施形態と同様に、無線基地局ＡＰはチャネルを監視し、時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出されるか否かをチェックし、ＢＵＳＹが検出されない場合にフレームＦ５２を再送する。
【０１７２】
図２に示す無線通信システム構成では、フレームＦ５２を無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４が受信し、図１７に示す処理を実行する。無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４は、フレームＦ５２の「中継状態フィールド」が“０１”、受信アドレスがブロードキャストアドレスで、かつ、宛先アドレスが他局(無線端末局ＳＴＡ１)宛なので、転送すべきフレームであると判断し、フレームＦ５２を転送する（ステップＳ２０６）。
【０１７３】
このとき、無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４は、中継状態フィールドを“０１”から“１１”に書き換えたフレームＦ５３を生成する。そして、無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４は、ＢＳＳ内で全端末共通に定められたタイミングで、一斉にフレームＦ５３を送信する。システムで全端末共通に定められたタイミングとは、図４における所定時間Ｔｅである。
【０１７４】
図２に示す無線通信システム構成では、無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４がそれぞれフレームＦ５３を送信するので、無線基地局ＡＰにおいて、時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出される。従って、無線基地局ＡＰは「中継状態フィールド」を“０１”に設定して送信したフレームＦ５２が、少なくとも１台以上の端末によって転送されていると認識し、ＣＴＳフレームの受信を待つ。
【０１７５】
無線端末局ＳＴＡ１は、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３が送信したフレームＦ５３を受信する。ここで、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３が送信するフレームＦ５３は中身も送信時刻も同一である。従って、無線端末局ＳＴＡ１は、フレームＦ５３を復号することができる。
【０１７６】
無線端末局ＳＴＡ１は、フレームＦ５３を復号した後、図１７に示す処理を実行する。フレームＦ５３の「中継状態フィールド」が“１１”、かつ、宛先アドレスが自局宛であり、さらに「応答が必要」なので、無線端末局ＳＴＡ１は無線基地局ＡＰ宛にＣＴＳフレーム（フレームＦ５４）を返信する。
【０１７７】
このとき、無線端末局ＳＴＡ１は、受信したフレームＦ５３の「中継状態フィールド」が“１１”であることから、フレームＦ５３は転送されたフレームである、つまり無線端末局ＳＴＡ１は無線基地局ＡＰと直接通信できないことを認識する。そのため、無線端末局ＳＴＡ１は、無線基地局ＡＰ宛に送信するフレームＦ５４の中継状態フィールドに、“０１”を記載する。
【０１７８】
フレームＦ５４は、中継状態フィールドが“０１”のフレームなので、図１８に示すフレームフォーマットに従って、受信アドレスにブロードキャストアドレス、送信アドレスに無線端末局ＳＴＡ１のアドレス、宛先アドレスに無線基地局ＡＰのアドレスが記載される。
【０１７９】
ここで、無線端末局ＳＴＡ１が、無線基地局ＡＰ宛のフレーム送信時には中継端末として例えば無線端末局ＳＴＡ２が最適であるということをあらかじめ把握している場合には、受信アドレスに無線端末局ＳＴＡ２のアドレスを記載してもよい。
【０１８０】
無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は、無線端末局ＳＴＡ１が送信したフレームＦ５４を受信し、図１７に示す処理を実行する。無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は、フレームＦ５４の「中継状態フィールド」が“０１”、受信アドレスがブロードキャストアドレスで、かつ、宛先アドレスが他局(無線基地局ＡＰ)宛なので、「中継状態フィールド」を“１１”に書き換えてフレームＦ５５を生成する。そして、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は、ＢＳＳ内で全端末共通に定められたタイミングで、一斉にフレームＦ５５を送信する。システムで全端末共通に定められたタイミングとは、図４における所定時間Ｔｅである。
【０１８１】
無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は端末識別子に対応するサブキャリアに信号をマッピングして、フレームＦ５５を送信する。
【０１８２】
無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は、「中継状態フィールド」が“０１”で、受信アドレスがブロードキャストアドレスのフレームを転送する場合、受信アドレスがブロードキャストアドレスということは自局以外にもフレーム転送を実行する端末が存在することがわかる。
【０１８３】
ここで、仮に無線端末局ＳＴＡ１からのフレームＦ５４の受信品質が、無線端末局ＳＴＡ２においては良く、無線端末局ＳＴＡ３においては悪いとすると、無線端末局ＳＴＡ３は、フレームＦ５４の転送を実行しなくてもよい。その結果、無線端末局ＳＴＡ１との通信品質が高い端末だけがフレームを転送するので、転送されたフレームの受信端末（無線基地局ＡＰ）において、中継端末を選択しやすくなる。
【０１８４】
例えば、無線端末局ＳＴＡ２だけがフレーム転送を実行したとすると、これを受信した無線基地局ＡＰは、以降の無線端末局ＳＴＡ１宛のフレーム送信時には、無線端末局ＳＴＡ２を中継端末として指定することができる。
【０１８５】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３からフレームＦ５５を受信する。ここで、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３が送信するフレームＦ５５は、中身も送信時刻も同一である。従って、無線基地局ＡＰはフレームＦ５５を復号することができる。また、前述のように、無線基地局ＡＰは、フレームＦ５５のサブキャリア信号判定を行なうことにより、フレームＦ５５を送信した端末が、無線端末局ＳＴＡ２とＳＴＡ３であることを特定できる。
【０１８６】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ２かＳＴＡ３のいずれかを中継端末として選択し、以降の無線端末局ＳＴＡ１宛のフレーム送信時には、選択した無線端末局を中継端末として指定する。
【０１８７】
中継端末の選択方法としては、例えば、無線端末局ＳＴＡ２、ＳＴＡ３のうち、サブキャリアの受信電力が高い方を選択することが考えられる。これは、受信電力が高い方が、確実に中継できると考えられるためである。また、ＦＣＳを用いた誤り検出における誤り率の低い方を選択するようにしてもよい。
【０１８８】
図１９では、中継端末として無線端末局ＳＴＡ２を選択する例について示す。
【０１８９】
フレームＦ５５の受信により、無線基地局ＡＰは、タイムアウト時間Ｔ２以内にＣＴＳフレームを受信したことになるので、無線基地局ＡＰは無線端末局ＳＴＡ１との通信のためのチャネル予約が成功したものと認識し、データフレーム(フレームＦ５６)を送信する。
【０１９０】
無線基地局ＡＰは、送信するＤＡＴＡフレーム(フレームＦ５６)の「中継状態フィールド」には、“０１”を記載する。フレームＦ５６は、中継状態フィールドが“０１”のフレームなので、図１８に示すフレームフォーマットに従って、受信アドレスに無線端末局ＳＴＡ２のアドレス、送信アドレスに無線基地局ＡＰのアドレス、宛先アドレスに無線端末局ＳＴＡ１のアドレスが記載される。
【０１９１】
フレームＦ５６の送信後、無線基地局ＡＰはチャネルを監視し、時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出されるか否かをチェックする。時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出された場合、中継端末として指定した無線端末局ＳＴＡ２がフレームＦ５６を転送しているとみなし、ＡＣＫフレームの受信を待つ。
【０１９２】
一方、時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出されない場合、無線基地局ＡＰは無線端末局ＳＴＡ２がフレームＦ５６の受信に失敗したと判断し、所定時間のＩＤＬＥ検出後にフレームＦ５６を再送する。
【０１９３】
図２に示す無線通信システム構成では、フレームＦ５６を無線端末局ＳＴＡ２〜ＳＴＡ４が受信し、図１７に示す処理を実行する。
【０１９４】
無線端末局ＳＴＡ３、ＳＴＡ４は、フレームＦ５６の「中継状態フィールド」が“０１”で、受信アドレスが他局(無線端末局ＳＴＡ２)宛なので、何もせずに処理を完了する。
【０１９５】
一方、無線端末局ＳＴＡ２は、フレームＦ５６の「中継状態フィールド」が“０１”で、受信アドレスが自局、かつ、宛先アドレスが他局(無線端末局ＳＴＡ１)宛なので、フレームＦ５６の中継状態フィールドを“０１”から“１１”に書き換え、フレームＦ５７を生成する。そして、ＢＳＳ内で全端末共通に定められた所定時間Ｔｅ経過後に、フレームＦ５７を送信する。
【０１９６】
無線端末局ＳＴＡ２がフレームＦ５７を送信するので、無線基地局ＡＰにおいて、時間Ｔ以内にＢＵＳＹが検出される。従って、無線基地局ＡＰは「中継状態フィールド」を“０１”に設定して送信したフレームＦ５６が、中継端末として指定した無線端末局ＳＴＡ２によって転送されていると認識し、ＡＣＫフレームの受信を待つ。
【０１９７】
無線端末局ＳＴＡ１は、無線端末局ＳＴＡ２が送信したフレームＦ５７を受信し、図１７に示す処理を実行する。フレームＦ５７の「中継状態フィールド」が“１１”、かつ、宛先アドレスが自局宛であり、さらに「応答が必要」なので、無線端末局ＳＴＡ１は無線基地局ＡＰ宛にＡＣＫフレーム（フレームＦ５８）を返信する。
【０１９８】
このとき、無線端末局ＳＴＡ１は、受信したフレームＦ５７の「中継状態フィールド」が“１１”であることから、フレームＦ５７は転送されたフレームである、つまり無線端末局ＳＴＡ１と無線基地局ＡＰは直接接続されていないことを認識する。そのため、無線端末局ＳＴＡ１は、無線基地局ＡＰ宛に送信するフレームＦ５８の中継状態フィールドには“０１”を記載する。
【０１９９】
フレームＦ５８は、中継状態フィールドが“０１”のフレームなので、図１８に示すフレームフォーマットに従って、受信アドレスに無線端末局ＳＴＡ２のアドレス、送信アドレスに無線端末局ＳＴＡ１のアドレス、宛先アドレスに無線基地局ＡＰのアドレスが記載される。
【０２００】
無線端末局ＳＴＡ１はフレームＦ５７のサブキャリア信号判定を行なうことにより、無線端末局ＳＴＡ２が中継端末であったことが分かるので、フレームＦ５８も無線端末局ＳＴＡ２によって中継されるように「受信アドレス」に無線端末局ＳＴＡ２のアドレスを記載する。
【０２０１】
無線端末局ＳＴＡ２は、無線端末局ＳＴＡ１から送信されたフレームＦ５８を受信し、図１７に示す処理を実行する。フレームＦ５８の「中継状態フィールド」が“０１”で、受信アドレスが自局宛て、かつ、宛先アドレスが他局(無線基地局ＡＰ)なので、フレームＦ５８の中継状態フィールドを“０１”から“１１”に書き換え、フレームＦ５９を生成する。そして、無線端末局ＳＴＡ２は、ＢＳＳ内で全端末共通に定められた所定時間Ｔｅ経過後に、フレームＦ５９を送信する。
【０２０２】
図２に示す無線通信システム構成では、無線端末局ＳＴＡ３もフレームＦ５８を受信する。無線端末局ＳＴＡ３は、図１７に示す処理を実行し、フレームＦ５８の「中継状態フィールド」が“０１”で、受信アドレスが他局宛てであるため、何も処理を行わない。
【０２０３】
無線基地局ＡＰが、無線端末局ＳＴＡ２から送信されたフレームＦ５９を受信する。無線基地局ＡＰは図１７に示す処理を実行する。フレームＦ５９の「中継状態フィールド」が“１１”、かつ宛先アドレスが自局宛であり、さらに「応答が不要」なので、無線基地局ＡＰは何もせずに処理を完了する。
【０２０４】
フレームＦ５９の受信により、無線基地局ＡＰはタイムアウト時間Ｔ３以内にＡＣＫフレームを受信したことになるので、無線基地局ＡＰは無線端末局ＳＴＡ１へのデータ送信が成功したものと認識し、送信完了となる。
【０２０５】
このように、「中継状態フィールド」に“０１（転送要求）”を記載するフレームに、中継端末のアドレス（受信アドレス）を設定することで、所望の端末を指定してフレームの中継を行うことができる。指定された端末のみがフレーム転送すればよいので、システム全体としての電力消費を低減することができる。
【０２０６】
また、上記実施形態と同様に、ミリ波のように指向性を有する電波を使用し、リンク切断が頻発するような環境においても、システムスループットを劣化させることなく、接続性を向上し、消費電力を削減できる。
【０２０７】
上述した実施形態で説明した無線通信装置（無線端末局、無線基地局）の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、無線通信装置の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
【０２０８】
また、無線通信装置の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
【０２０９】
なお、本発明は上記実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図２】同第１の実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図３】同第１の実施形態に係る無線通信装置のブロック構成図である。
【図４】同第１の実施形態に係る無線通信装置のフレーム送信タイミングを説明する図である。
【図５】同第１の実施形態に係る無線通信装置のフレーム受信時の動作を説明するフローチャートである。
【図６】同第１の実施形態に係る無線通信システムによるフレーム中継処理を説明するフレームシーケンス図である。
【図７】同第１の実施形態における転送を行わない送信要求フレームのフレームフォーマットを示す図である。
【図８】同第１の実施形態における転送を要求する送信要求フレームのフレームフォーマットを示す図である。
【図９】同第１の実施形態に係る無線通信システムによるフレーム中継処理を説明するフレームシーケンス図である。
【図１０】同第１の実施形態における転送された送信要求フレームのフレームフォーマットを示す図である。
【図１１】同第１の実施形態における転送を要求する応答フレームのフレームフォーマットを示す図である。
【図１２】同第１の実施形態における転送された応答フレームのフレームフォーマットを示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムによるフレーム中継処理を説明するフレームシーケンス図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図１５】同第３の実施形態に係る無線通信システムによるフレーム中継処理を説明するフレームシーケンス図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムによるフレーム中継処理を説明するフレームシーケンス図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態に係る無線通信装置のフレーム受信時の動作を説明するフローチャートである。
【図１８】同第１の実施形態における転送を要求するフレームのフレームフォーマットを示す図である。
【図１９】同第５の実施形態に係る無線通信システムによるフレーム中継処理を説明するフレームシーケンス図である。
【符号の説明】
【０２１１】
１０  受信部
２０  フレーム解析部
３０  キャリアセンス部
４０  送信制御部
５０  フレーム生成部
６０  送信部
【図１】
2010147974.tif 000003
【図２】
2010147974.tif 000004
【図３】
2010147974.tif 000005
【図４】
2010147974.tif 000006
【図５】
2010147974.tif 000007
【図６】
2010147974.tif 000008
【図７】
2010147974.tif 000009
【図８】
2010147974.tif 000010
【図９】
2010147974.tif 000011
【図１０】
2010147974.tif 000012
【図１１】
2010147974.tif 000013
【図１２】
2010147974.tif 000014
【図１３】
2010147974.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2010147974.tif 000017
【図１６】
2010147974.tif 000018
【図１７】
2010147974.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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