(57)【要約】【課題】従来規格との下位互換性を保ちながら、空間分割多元接続に必要となるアダプティブ・アレイ・アンテナの重みの学習を行なう。【解決手段】学習のためのＴＲＱフレーム及びトレーニング・フレームを交換する際には、これらのフレームに偽装を施して、従来規格に従う周辺局ＳＴＡ４との衝突を好適に回避する。また、ＳＴＡ０は、アダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習した後は、空間軸上の無線リソースを複数のユーザーで共有して複数ユーザー宛ての複数のデータ・フレームを多重化して送信することで、１対多すなわち複数ユーザー全体でのスループットを向上させる。【選択図】  図４
2010283799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ素子と、
前記アンテナ素子を用いて無線信号の送受信処理を行なう通信部と、
前記通信部において送受信するデータを処理するデータ処理部と、
を備え、
前記データ処理部は、下位互換性のある第１の通信規格に従って記載された第１のフィールドと、複数のアンテナ素子を備えた通信相手がアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習するためのトレーニング信号を含んだ第２のフィールドからなる、トレーニング・フレームを生成して、前記通信部から送信させる、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記トレーニング信号は、当該通信装置に割り当てられた固有の既知シーケンスからなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記第１の通信規格はＩＥＥＥ８０２．１１に相当し、前記トレーニング・フレームの前記第１のフィールドはＬ−ＳＩＧフィールドまでを含み、前記第２のフィールドはＬ−ＳＩＧフィールドの後方に付加されたトレーニング信号からなり、
前記データ処理部は、Ｌ−ＳＩＧフィールド内のＬｅｎｇｔｈ及びＲａｔｅに、データ長÷伝送レートが前記通信相手との通信シーケンス単位の終端までの長さを表すように、偽装した情報を記載する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記データ処理部は、前記第１のフィールドの後に前記第２のフィールドが続くことをＬ−ＳＩＧフィールド内に記載する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項５】
前記トレーニング・フレームの前記第１のフィールドは前記第１の通信規格はＩＥＥＥ８０２．１１で規定されるデータ・フレームに相当し、前記第２のフィールドは、前記データ・フレームの後方に付加されたトレーニング信号からなり、
前記データ処理部は、Ｌ−ＳＩＧフィールド内のＬｅｎｇｔｈを、前記データ・フレームの終端までを前記トレーニング・フレームのペイロード部のデータ長として表す情報に偽装する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項６】
前記データ処理部は、前記第１のフィールドの終端から前記第２のフィールドの先頭までを離間する無送信区間を有する前記トレーニング・フレームを生成する、
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記データ処理部は、Ｌ−ＳＩＧフィールド内のＬｅｎｇｔｈに、前記第１のフィールドの終端までを前記トレーニング・フレームのペイロード部のデータ長として表す情報に偽装する、
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項８】
前記トレーニング・フレームの前記第１のフィールドは前記第１の通信規格はＩＥＥＥ８０２．１１で規定されるデータ・フレームに相当し、前記第２のフィールドは、前記データ・フレームのペイロード部に多重されたトレーニング信号からなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項９】
複数のアンテナ素子を備えた通信相手に対してトレーニング・フレームを送信する通信方法であって、
前記トレーニング・フレームのうち下位互換性のある第１の通信規格に従って記載された第１のフィールドを送信するステップと、
前記トレーニング・フレームのうち前記通信相手がアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習するためのトレーニング信号を含んだ第２のフィールドを送信するステップと、
を有することを特徴とする通信方法。
【請求項１０】
複数のアンテナ素子を備えた通信相手に対してトレーニング・フレームを送信するための処理をコンピューター上で実行するようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムであって、前記コンピューターを、
下位互換性のある第１の通信規格に従って記載された第１のフィールドと、複数のアンテナ素子を備えた通信相手がアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習するためのトレーニング信号を含んだ第２のフィールドからなる、トレーニング・フレームを生成するデータ処理部、
として機能させるためのコンピューター・プログラム。
【請求項１１】
複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子を用いて無線信号の送受信処理を行なう通信部と、前記通信部において送受信するデータを処理するデータ処理部を備えた第１の通信装置と、
前記第１の通信装置に対して、前記複数のアンテナ素子についてのアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習するためのトレーニング信号を含んだトレーニング・フレームを同時送信する、複数の第２の通信装置と、
で構成され、
前記複数の第２の通信装置はそれぞれ、位互換性のある第１の通信規格に従って記載された第１のフィールドと、複数のアンテナ素子を備えた通信相手がアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習するためのトレーニング信号を含んだ第２のフィールドからなる、トレーニング・フレームを送信する、
ことを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間軸上の無線リソースを複数のユーザーで共有する空間分割多元接続（Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｕｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＳＤＭＡ）を適用する通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムに係り、特に、空間分割多元接続を適用しない従来規格との下位互換性を保ちながら、空間分割多元接続を適用した新規規格に則って通信動作を行なう通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信は、旧来の有線通信における配線作業の負担を解消し、さらには移動体通信を実現する技術として利用に供されている。例えば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に関する標準的な規格として、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１を挙げることができる。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇは既に広く普及している。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１を始めして多くの無線ＬＡＮシステムでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ ＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ：搬送波感知多重アクセス）などのキャリアセンスに基づくアクセス制御手順を採り入れて、各通信局はランダム・チャネル・アクセス時におけるキャリアの衝突を回避するようにしている。すなわち、送信要求が発生した通信局は、まず所定のフレーム間隔ＤＩＦＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｉｎｔｅｒ  Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）だけメディア状態を監視し、この間に送信信号が存在しなければ、ランダム・バックオフを行ない、さらにこの間にも送信信号が存在しない場合に、送信権を得てフレームを送信することができる。また、通信局は、ＡＣＫなどの例外的に緊急度の高いフレームを送信する際には、より短いフレーム間隔ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ  Ｉｎｔｅｒ  Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）の後にフレームを送信することが許される。これにより、緊急度の高いフレームは、通常のＣＳＭＡの手順に従って送信されるフレームよりも先に送信することが可能となる。
【０００４】
また、無線通信においては、通信局が互いに直接通信できない領域が存在するという隠れ端末問題が生じることが知られている。隠れ端末同士ではネゴシエーションを行なうことができないため、送信動作が衝突する可能性がある。隠れ端末問題を解決する方法論として、「仮想キャリアセンス」を挙げることができる。具体的には、通信局は、自局宛てでない受信フレーム中にメディアを予約するためのＤｕｒａｔｉｏｎ（持続時間）情報が記載されている場合には、Ｄｕｒａｔｉｏｎ情報に応じた期間はメディアが使用されているものと予想すなわち仮想キャリアセンスして、送信停止期間（ＮＡＶ：Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｖｅｃｔｏｒ）を設定する。
【０００５】
また、仮想キャリアセンスを利用した信号送受信シーケンスの代表例として、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを挙げることができる。データ送信元の通信局が送信要求フレーム（ＲＴＳ：Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）を送信し、データ送信先の通信局から確認通知フレーム（ＣＴＳ：Ｃｌｅａｒ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）を受信したことに応答してデータ送信を開始する。そして、隠れ端末は、自局宛てでないＲＴＳ又はＣＴＳのうち少なくとも一方のフレームを受信すると、受信フレーム中に記載されているＤｕｒａｔｉｏｎ情報に基づいて送信停止期間を設定して、衝突を回避する。ＣＳＭＡ／ＣＡ制御手順にＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを併用することにより、過負荷状態における衝突のオーバーヘッドの削減が図られることがある。
【０００６】
ところ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇの規格では、２．４ＧＨｚ帯あるいは５ＧＨｚ帯周波数において、直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＯＦＤＭ）を利用して、最大（物理層データレート）で５４Ｍｂｐｓの通信速度を達成する変調方式をサポートしている。また、拡張規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｎではＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）通信方式を採用してさらなる高ビットレートを実現している。ここで、ＭＩＭＯとは、送信機側と受信機側の双方において複数のアンテナ素子を備え、空間多重したストリームを実現する通信方式である（周知）。
【０００７】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｎは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇとの下位互換性が保たれている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎのフレーム・フォーマットでは、ヘッダー部が下位互換性を保証したシグナル情報（Ｌ−ＳＩＧ）フィールドを偽装（ｓｐｏｏｆ）する方法が採用されている。具体的には、シグナル情報（Ｌ−ＳＩＧ）内には偽装したフレーム長情報と伝送レート情報を記載して、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇに準拠するレガシー通信端末に対して、下位互換性のないフレーム交換シーケンスが完了するまでの間はフレームが続くように認識させ、送信動作を待機させることによって衝突を回避する。他方、ヘッダー部の下位互換性を保証しないシグナル情報（ＨＴ−ＳＩＧ）フィールドの一部の信号配置を切り替えることによってＬ−ＳＩＧが偽装されていることを示すようになっている。したがって、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠する高速通信端末は、ＨＴ−ＳＩＧの復号結果を基に正しいＤｕｒａｔｏｉｎ情報を取得して、適切な仮想キャリアセンスを行なうことができる（例えば、特許文献１を参照のこと）。
【０００８】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｎによって１００Ｍｂｐｓ超の高スループット（Ｈｉｇｈ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ：ＨＴ）を達成できるものの、伝送コンテンツの情報量の増大に伴い、さらなる高速化が求められている。例えば、ＭＩＭＯ通信機のアンテナ本数を増やして空間多重するストリーム数が増加することによって、下位互換性を保ちながら、１対１の通信におけるスループットを向上させることができる。
【０００９】
将来は、通信におけるユーザー当たりのスループットに加え、複数ユーザー全体でのスループットを向上させることが要求されている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ作業部会では、６ＧＨｚ以下の周波数帯を使い、データ伝送速度が１Ｇｂｐｓを超える無線ＬＡＮ規格の策定を目指しているが、その実現には、マルチユーザーＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）若しくはＳＤＭＡ（Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｕｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）のように、空間軸上の無線リソースを複数のユーザーで共有する空間分割多元接続方式が有力である。
【００１０】
現在のところ、空間分割多元接続は、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）やＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）などの時分割多元接続（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＴＤＭＡ）をベースにした次世代携帯電話系システムの基盤技術の一つとして検討されている。また、無線ＬＡＮ分野では、上記のように１対多の通信が注目されつつあるが、適用例はほとんどない。これは、フレーム通信において複数のユーザーを効率よく多重化することが難しいことにも依拠すると思料される。
【００１１】
また、新規の無線ＬＡＮ規格で空間分割多元接続の運用を開始する際には、当該新規規格の通信機が従来規格の通信機と混在する通信環境下で動作する必要があることから、従来規格との下位互換性を十分に考慮する必要がある。
【００１２】
例えば、新規規格に準拠する通信局が空間分割多元接続を適用して複数の通信相手に対して同時にフレームを送信する際、当該フレームの送信元並びに送信先の通信局の少なくとも一方を通信範囲に収容する隠れ端末は、新規規格に準拠しておらず多重化信号を複合できないとしても、一連のフレーム交換シーケンスが終了するまでの期間にわたって送信動作を差し控えて、伝送信号の衝突を回避しなければならない。
【００１３】
従来からのＩＥＥＥ８０２．１１規格では、ＣＳＭＡ／ＣＡ、ＲＴＳ／ＣＴＳといったキャリアセンスのメカニズムが導入されている。したがって、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃなどの新規規格においては、キャリアセンスと空間分割多元接続を好適に組み合わせる必要がある。
【００１４】
例えば、従来からのＩＥＥＥ８０２．１１規格とは下位互換性を保つフレーム・フォーマットからなるＲＴＳ、ＣＴＳ、ＡＣＫフレームを用いて、従来からのＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるキャリアセンスとアダプティブ・アレイ・アンテナによる空間分割多元接続という２つの技術を組み合わせた通信システムについて提案がなされている（例えば、特許文献２を参照のこと）。
【００１５】
また、通信局は、複数本のアンテナ素子がアダプティブ・アレイ・アンテナとして機能することによって空間分割多元接続を行なうことが可能となるが、そのためにはアダプティブ・アレイ・アンテナの重みの学習を事前に行なう必要がある。例えば、通信局は、複数の通信相手の各々から受信したトレーニング信号から伝達関数を取得することによってアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習することができる。あるいは、トレーニング信号に対してＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅ）などの所定の適応アルゴリズムを用いて、アダプティブ・アレイ・アンテナの重みの学習を直接行なうことができる（例えば、特許文献２を参照のこと）。
【００１６】
いずれの方法にせよ、アダプティブ・アレイ・アンテナの重みの学習を行なう通信局は、通信相手の各々にトレーニング信号を送ってもらう必要がある。また、従来規格にのみ従う通信装置が混在する通信環境下では、通常のフレーム交換シーケンスをキャリアの衝突を回避しながら実施しなければならないのと同様に、従来規格にのみ従う通信装置による干渉を回避しながら、トレーニング信号を伝送させなければならない。すなわち、従来規格との下位互換性を保ちながらアダプティブ・アレイ・アンテナの重みの学習を行なう必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００８−２５２８６７号公報
【特許文献２】特開２００４−３２８５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、空間軸上の無線リソースを複数のユーザーで共有する空間分割多元接続を適用して好適に通信動作を行なうことができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することにある。
【００１９】
本発明のさらなる目的は、空間分割多元接続を適用しない従来規格との下位互換性を保ちながら、空間分割多元接続を適用した新規規格に則って好適に通信動作を行なうことができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することにある。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、従来規格との下位互換性を保ちながら、空間分割多元接続に必要となるアダプティブ・アレイ・アンテナの重みの学習を行なうことができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の発明は、
アンテナ素子と、
前記アンテナ素子を用いて無線信号の送受信処理を行なう通信部と、
前記通信部において送受信するデータを処理するデータ処理部と、
を備え、
前記データ処理部は、下位互換性のある第１の通信規格に従って記載された第１のフィールドと、複数のアンテナ素子を備えた通信相手がアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習するためのトレーニング信号を含んだ第２のフィールドからなる、トレーニング・フレームを生成して、前記通信部から送信させる、
ことを特徴とする通信装置である。
【００２２】
本願の請求項２に記載の発明によれば、請求項１の記載の通信装置から送信されるトレーニング信号は、当該通信装置に割り当てられた固有の既知シーケンスからなる。
【００２３】
本願の請求項３に記載の発明によれば、前記第１の通信規格はＩＥＥＥ８０２．１１に相当し、前記トレーニング・フレームの前記第１のフィールドはＬ−ＳＩＧフィールドまでを含み、前記第２のフィールドはＬ−ＳＩＧフィールドの後方に付加されたトレーニング信号からなる。また、請求項１の記載の通信装置のデータ処理部は、Ｌ−ＳＩＧフィールド内のＬｅｎｇｔｈ及びＲａｔｅに、データ長÷伝送レートが前記通信相手との通信シーケンス単位の終端までの長さを表す、偽装した情報を記載するように構成されている。
【００２４】
本願の請求項４に記載の発明によれば、請求項３の記載の通信装置のデータ処理部は、前記第１のフィールドの後に前記第２のフィールドが続くことをＬ−ＳＩＧフィールド内に記載するように構成されている。
【００２５】
本願の請求項５に記載の発明によれば、前記トレーニング・フレームの前記第１のフィールドは前記第１の通信規格はＩＥＥＥ８０２．１１で規定されるデータ・フレームに相当し、前記第２のフィールドは、前記データ・フレームの後方に付加されたトレーニング信号からなる。また、請求項１に記載の通信装置のデータ処理部は、Ｌ−ＳＩＧフィールド内のＬｅｎｇｔｈを、前記データ・フレームの終端までを前記トレーニング・フレームのペイロード部のデータ長として表す情報に偽装する。
【００２６】
本願の請求項６に記載の発明によれば、請求項１に記載の通信装置のデータ処理部は、請求項５に記載のトレーニング・フレームの前記第１のフィールドの終端から前記第２のフィールドの先頭までを離間する無送信区間を設けるようになっている。
【００２７】
本願の請求項７に記載の発明によれば、請求項４に記載の通信装置のデータ処理部は、Ｌ−ＳＩＧフィールド内のＬｅｎｇｔｈに、前記第１のフィールドの終端までを前記トレーニング・フレームのペイロード部のデータ長として表す情報に偽装するように構成されている。
【００２８】
本願の請求項８に記載の発明によれば、前記トレーニング・フレームの前記第１のフィールドは前記第１の通信規格はＩＥＥＥ８０２．１１で規定されるデータ・フレームに相当し、前記第２のフィールドは、前記データ・フレームのペイロード部に多重されたトレーニング信号からなる。
【００２９】
また、本願の請求項９に記載の発明は、複数のアンテナ素子を備えた通信相手に対してトレーニング・フレームを送信する通信方法であって、
前記トレーニング・フレームのうち下位互換性のある第１の通信規格に従って記載された第１のフィールドを送信するステップと、
前記トレーニング・フレームのうち前記通信相手がアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習するためのトレーニング信号を含んだ第２のフィールドを送信するステップと、
を有することを特徴とする通信方法である。
【００３０】
また、本願の請求項１０に記載の発明は、複数のアンテナ素子を備えた通信相手に対してトレーニング・フレームを送信するための処理をコンピューター上で実行するようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムであって、前記コンピューターを、
下位互換性のある第１の通信規格に従って記載された第１のフィールドと、複数のアンテナ素子を備えた通信相手がアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習するためのトレーニング信号を含んだ第２のフィールドからなる、トレーニング・フレームを生成するデータ処理部、
として機能させるためのコンピューター・プログラムである。
【００３１】
本願の請求項１０に係るコンピューター・プログラムは、コンピューター上で所定の処理を実現するようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムを定義したものである。換言すれば、本願の請求項１０に係るコンピューター・プログラムをコンピューターにインストールすることによって、コンピューター上では協働的作用が発揮され、本願の請求項１に係る通信装置と同様の作用効果を得ることができる。
【００３２】
また、本願の請求項１１に記載の発明は、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子を用いて無線信号の送受信処理を行なう通信部と、前記通信部において送受信するデータを処理するデータ処理部を備えた第１の通信装置と、
前記第１の通信装置に対して、前記複数のアンテナ素子についてのアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習するためのトレーニング信号を含んだトレーニング・フレームを同時送信する、複数の第２の通信装置と、
で構成され、
前記複数の第２の通信装置はそれぞれ、位互換性のある第１の通信規格に従って記載された第１のフィールドと、複数のアンテナ素子を備えた通信相手がアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習するためのトレーニング信号を含んだ第２のフィールドからなる、トレーニング・フレームを送信する、
ことを特徴とする通信システムである。
【００３３】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、空間軸上の無線リソースを複数のユーザーで共有する空間分割多元接続を適用して好適に通信動作を行なうことができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することができる。
【００３５】
また、本発明によれば、空間分割多元接続を適用しない従来規格との下位互換性を保ちながら、空間分割多元接続を適用した新規規格に則って好適に通信動作を行なうことができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することができる。
【００３６】
また、本発明によれば、従来規格との下位互換性を保ちながら、空間分割多元接続に必要となるアダプティブ・アレイ・アンテナの重みの学習を行なうことができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することができる。
【００３７】
本願の請求項１、９乃至１１に記載の発明によれば、トレーニング信号を供給する通信装置は、下位規格に相当する第１の通信規格に準拠した周辺局が混在する通信環境下に適用することができ、このような周辺局を第１のフィールドに記載された情報に基づいて通信動作を行なわせることで、下位互換性を保ちながら通信相手に対してトレーニング信号を供給することができる。
【００３８】
本願の請求項２に記載の発明によれば、トレーニング信号は通信装置毎に割り当てられた固有の既知シーケンスからなるので、複数の通信装置からトレーニング信号を同時受信する通信相手は、複数のトレーニング信号を空間的にユーザー毎に分離することができる。
【００３９】
本願の請求項３、４に記載の発明によれば、トレーニング・フレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１と下位互換性を持つヘッダー部を備え、且つ、ヘッダー部内のＬ−ＳＩＧフィールド内では、本来のフレーム長及び伝送レートを表す情報ではなく、データ長÷伝送レートがＮＡＶを立てるべき期間（後続のＡＣＫフレームの送信完了時刻）となるように偽装されたＬｅｎｇｔｈ並びにＲａｔｅ情報が格納される。従来のＩＥＥＥ８０２．１１に準拠する周辺局は、トレーニング・フレーム中の下位互換性のない第２のフィールドを復号することができなくても、当該通信装置が通信相手と行なう通信シーケンス単位にわたり送信動作を控えるようになる。したがって、通信装置は、下位互換性を保ちながら通信相手に対してトレーニング信号を供給することができる。
【００４０】
本願の請求項５に記載の発明によれば、トレーニング・フレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１のデータ・フレームの後方にトレーニング信号が付加された構造を備えている。従来のＩＥＥＥ８０２．１１に準拠する周辺局は、トレーニング・フレームのうちＩＥＥＥ８０２．１１のペイロード部の先頭に定義されたデュレーションを参照してＮＡＶのカウンター値を設定することによって、当該通信装置が通信相手と行なう通信シーケンス単位にわたり送信動作を控えるようになる。したがって、通信装置は、下位互換性を保ちながら通信相手に対してトレーニング信号を供給することができる。また、Ｌ−ＳＩＧフィールド内のＬｅｎｇｔｈを、前記データ・フレームの終端までを前記トレーニング・フレームのペイロード部のデータ長として表す情報に偽装するので、従来のＩＥＥＥ８０２．１１に準拠する周辺局は、トレーニング・フレーム中の下位互換性のない第２のフィールドを復号する必要がなくなる。
【００４１】
本願の請求項６に記載の発明によれば、データ・フレームに相当する第１のフィールドの終端と、トレーニング信号からなる第２のフィールドの間に所定長の無送信区間が設けられているので、従来のＩＥＥＥ８０２．１１に準拠する周辺局は、データ・フレームを受信後に一旦は期待通りに受信電力が低下することから、Ｌ−ＳＩＧの情報が正しいものと認識し、受信パケットを破棄しないで済む。
【００４２】
本願の請求項７に記載の発明によれば、周辺局は、デュレーションに記載されているＮＡＶ情報が有効であることを認識しながら、当該通信装置が通信相手と行なう通信シーケンス単位にわたり送信動作を控えるようになる。したがって、通信装置は、下位互換性を保ちながら通信相手に対してトレーニング信号を供給することができる。
【００４３】
本願の請求項８に記載の発明によれば、ＩＥＥＥ８０２．１１のデータ・フレームに相当する構造を備えている。従来のＩＥＥＥ８０２．１１に準拠する周辺局は、トレーニング・フレームのうちＩＥＥＥ８０２．１１のペイロード部の先頭に定義されたデュレーションを参照してＮＡＶのカウンター値を設定することによって、当該通信装置が通信相手と行なう通信シーケンス単位にわたり送信動作を控えることができる。したがって、通信装置は、下位互換性を保ちながら通信相手に対してトレーニング信号を供給することができる。
【００４４】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を模式的に示した図である。
【図２】図２は、空間分割多元接続を適用し、複数ユーザーの多重化を行なうことができる通信装置の構成例を示した図である。
【図３】図３は、空間分割多元接続を適用せず、ＩＥＥＥ８０２．１１ａなどの従来規格に準拠した通信装置の構成例を示した図である。
【図４】図４は、トレーニング信号に基づいてアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習するための通信シーケンス例を示した図である。
【図５】図５は、図４に示した通信シーケンスで使用することができる、トレーニング要求フレームのフォーマット例を示した図である。
【図６】図６は、Ｌ−ＳＩＧフィールドのデータ構造を示した図である。
【図７】図７は、図５に示したトレーニング要求フレーム中のペイロード部（ＤＡＴＡ）のフォーマット例を示した図である。
【図８】図８は、図４に示した通信シーケンスで使用することができる、トレーニング・フレームのフォーマット例を示した図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図４に示した通信シーケンスで使用することができる、トレーニング・フレームの他のフォーマット例を示した図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図４に示した通信シーケンスで使用することができる、トレーニング・フレームのさらに他のフォーマット例を示した図である。
【図１０】図１０は、図４に示した通信シーケンスで使用することができる、トレーニング・フレームのフォーマット例を示した図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、下位互換性を持つペイロード部に学習用の既知シーケンスを多重する方法の一例を説明するための図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、下位互換性を持つペイロード部に学習用の既知シーケンスを多重する方法の一例を説明するための図である。
【図１２】図１２は、図２に示した通信装置が、図４に示した通信シーケンスにおいて、アクセスポイント（ＳＴＡ０）として動作するための処理手順を示したフローチャートである。
【図１３】図１３は、図２又は図３に示した通信装置が、図４に示した通信シーケンスにおいて、端末局（ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３のいずれか）として動作するための処理手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００４７】
図１には、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を模式的に示している。本実施形態に係る通信システムは、例えばＩＥＥＥ８０２．１１に準拠しており、ＣＳＭＡ／ＣＡ制御手順にＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイク（前述）を併用するものとする。
【００４８】
図示の通信システムは、アクセスポイント（ＡＰ）として動作する通信局ＳＴＡ０と、端末局（クライアント・デバイス）として動作する複数の通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３で構成される。各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３はそれぞれの通信範囲内に通信局ＳＴＡ０を収容し、それぞれＳＴＡ０とは直接通信を行なうことができる（言い換えれば、各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は、アクセスポイントとしてのＳＴＡ０の配下に置かれ、ＢＳＳ（Ｂａｓｉｃ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ）を構成する）。但し、端末局としての各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３が互いの通信範囲内に存在する必要はなく、以下では端末局間での直接通信については言及しない。
【００４９】
ここで、アクセスポイントとしてのＳＴＡ０は、複数のアンテナを備えアダプティブ・アレイ・アンテナによる空間分割多元接続を行なう通信装置からなり、空間軸上の無線リソースを複数ユーザーに割り当てて、フレーム通信を多重化する。すなわち、ＳＴＡ０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃなどの新規規格に準拠する通信装置であり、宛て先通信局が異なる２以上のフレームを同一の時間軸上で多重化したり、２以上の通信局が同一の時間軸上で多重化送信した自局宛てのフレームを送信元毎に分離したりして、１対多のフレーム通信を行なう。ＳＴＡ０は、より多くのアンテナを装備することで、空間多重が可能な端末局の台数を増大することができる。勿論、ＳＴＡ０は、空間分割多元接続を適用して各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３と１対多のフレーム通信を行なうだけでなく、各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３と個別に１対１でフレーム通信を行なってもよい。
【００５０】
他方、端末局としての通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は、複数のアンテナを備えアダプティブ・アレイ・アンテナによる空間分割多元接続を行なう通信装置からなるが、受信時のみユーザー分離を行ない、送信時のユーザー分離すなわち送信フレームの多重化を行なわないので、アクセスポイントほどのアンテナ本数を装備する必要はない。なお、端末局のうち少なくとも一部の端末局は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａなどの従来規格に準拠した通信装置であってもよい。言い換えれば、図１に示す通信システムは、該新規規格の通信機が従来規格の通信機と混在する通信環境である。
【００５１】
したがって、通信局ＳＴＡ０は、アクセスポイントとして空間分割多元接続を運用する際に、従来規格との下位互換性を十分に考慮する必要がある。
【００５２】
図２には、空間分割多元接続を適用し、複数ユーザーの多重化を行なうことができる通信装置の構成例を示している。図１に示した通信システムにおいて、アクセスポイントとして動作する通信局ＳＴＡ０や、端末局として動作する通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３のうち一部の空間分割多元接続に対応したものは、図２に示した構成を備え、新規規格に則って通信動作を行なうものとする。
【００５３】
図示の通信装置は、それぞれアンテナ素子２１−１、２１−２、…、２１−Ｎを備えたＮ本の送受信ブランチ２０−１、２０−２、…、２０−Ｎと、各送受信ブランチ２０−１、２０−２、…、２０−Ｎと接続して、送受信データの処理を行なうデータ処理部２５で構成される（但し、Ｎは２以上の整数）。これら複数のアンテナ素子２１−１、２１−２、…、２１−Ｎは、適当なアダプティブ・アレイ・アンテナの重みをかけることによって、アダプティブ・アレイ・アンテナとして機能することができる。アクセスポイントとしての通信局ＳＴＡ０は、アダプティブ・アレイ・アンテナによる空間分割多元接続を行なうが、多くのアンテナ素子を持つことで、多元接続により収容可能な端末局台数を向上することが可能である。
【００５４】
各送受信ブランチ２０−１、２０−２、…、２０−Ｎ内では、各アンテナ素子２１−１、２１−２、…、２１−Ｎが、共用器２２−１、２２−２、…、２２−Ｎを介して、送信処理部２３−１、２３−２、…、２３−Ｎ並びに受信処理部２４−１、２４−２、…、２４−Ｎに接続されている。
【００５５】
データ処理部２５は、上位層アプリケーションからの送信要求に応じて送信データを生成すると、各送受信ブランチ２０−１、２０−２、…、２０−Ｎに振り分ける。また、通信装置がアクセスポイントとして動作するＳＴＡ０の場合、データ処理部２５は、上位層アプリケーションからの送信要求に応じて、複数のユーザーすなわち各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３宛ての送信データを生成すると、送受信ブランチ毎のアダプティブ・アレイ・アンテナの送信重みを乗算して空間分離してから、各送受信ブランチ２０−１、２０−２、…、２０−Ｎに振り分ける。但し、ここで言う送信時の「空間分離」は、フレームを同時送信するユーザー毎に空間分離するユーザー分離のみを意味するものとする。
【００５６】
各送信処理部２３−１、２３−２、…、２３−Ｎは、データ処理部２５から供給されたディジタル・ベースバンド送信信号に対し、符号化、変調などの所定の信号処理を施した後にＤ／Ａ変換して、さらにＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号へのアップコンバートし、電力増幅する。そして、かかる送信ＲＦ信号は、共用器２２−１、２２−２、…、２２−Ｎを介してアンテナ素子２１−１、２１−２、…、２１−Ｎに供給され、空中に放出される。
【００５７】
一方、各受信処理部２４−１、２４−２、…、２４−Ｎでは、アンテナ素子２１−１、２１−２、…、２１−ＮからのＲＦ受信信号が共用器２２−１、２２−２、…、２２−Ｎを介して供給されると、低雑音増幅してからアナログ・ベースバンド信号へダウンコンバートし、その後にＤ／Ａ変換し、さらに所定の復号、復調などの所定の信号処理を施す。
【００５８】
データ処理部２５は、各受信処理部２４−１、２４−２、…、２４−Ｎから入力されるディジタル受信信号に対してアダプティブ・アレイ・アンテナの受信重みをそれぞれ乗算して空間分離し、ユーザー毎すなわち通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３の各々からの送信データを再現すると、上位層アプリケーションに渡す。但し、ここで言う受信時の「空間分離」には、フレームを同時送信するユーザー毎に空間分離するユーザー分離と、空間多重されたＭＩＭＯチャネルを元の複数のストリームに分離するチャネル分離の双方の意味を含むものとする。
【００５９】
データ処理部２５は、各送受信ブランチ２０−１、２０−２、…、２０−Ｎでフレーム送受信を行なう際に、図１に示す通信システムで実装されるメディア・アクセス制御（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＭＡＣ）方式における通信プロトコルの各層の処理を実行する。ここで、データ処理部２５は、複数のアンテナ素子２１−１、２１−２、…、２１−Ｎは、アダプティブ・アレイ・アンテナを機能させるために、各送受信ブランチ２０−１、２０−２、…、２０−Ｎに振り分けた送信データに対してアダプティブ・アレイ・アンテナの送信重みをかけ、また、各送受信ブランチ２０−１、２０−２、…、２０−Ｎからの受信データに対してアダプティブ・アレイ・アンテナの受信重みをかけるよう、各送信処理部２３−１、２３−２、…、２３−Ｎ並びに各受信処理部２４−１、２４−２、…、２４−Ｎを制御する。また、データ処理部２５は、各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３との空間分割多元接続に先立ち、アダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習しておく。例えば、各通信相手ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３から受信した既知シーケンスからなるトレーニング信号（後述）に対してＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅ）などの所定の適応アルゴリズムを用いて、アダプティブ・アレイ・アンテナの重みの学習を行なうことができる。
【００６０】
なお、端末局としての通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は、複数のアンテナを備えアダプティブ・アレイ・アンテナによる空間分割多元接続を行なうが、受信時のみユーザー分離を行ない、送信時のユーザー分離すなわち送信フレームの多重化を行なわないので、アクセスポイントほどのアンテナ本数を装備する必要はない。
【００６１】
また、図３には、空間分割多元接続を適用せず、ＩＥＥＥ８０２．１１ａなどの従来規格に準拠した通信装置の構成例を示している。図１に示した通信システムにおいて、端末局として動作する通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３の中には、図３に示した構成を備え、従来規格に則ってのみ通信動作を行なうものも存在する。
【００６２】
図示の通信装置は、アンテナ素子３１を備えた送受信ブランチ３０と、この送受信ブランチ３０と接続して、送受信データの処理を行なうデータ処理部３５で構成される。また、送受信ブランチ３０内では、アンテナ素子３１が、共用器３２を介して、送信処理部３３並びに受信処理部３４に接続されている。
【００６３】
データ処理部３５は、上位層アプリケーションからの送信要求に応じて送信データを生成して、送受信ブランチ３０に出力する。送信処理部３３は、ディジタル・ベースバンド送信信号に対し、符号化、変調などの所定の信号処理を施した後、Ｄ／Ａ変換し、さらにＲＦ信号へのアップコンバートし、電力増幅する。そして、かかる送信ＲＦ信号は、共用器３２を介してアンテナ素子３１に供給され、空中に放出される。
【００６４】
一方、受信処理部３４では、アンテナ素子３１からのＲＦ受信信号が共用器３２を介して供給されると、低雑音増幅してからアナログ・ベースバンド信号へアップコンバートし、その後にＤ／Ａ変換して、さらに所定の復号、復調などの所定の信号処理を施す。データ処理部３５は、受信処理部３４から入力されるディジタル受信信号から元の送信データを再現して、上位層アプリケーションに渡す。
【００６５】
図１に示した通信システムにおいて、アクセスポイントとしてのＳＴＡ０は、複数本のアンテナ素子２１−１、２１−２、…、２１−Ｎに対してアダプティブ・アレイ・アンテナの重みをかけることによってアダプティブ・アレイ・アンテナとして機能させて、各通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３に対する指向性を形成することができる。この結果、空間軸上の無線リソースをユーザー毎に分離して、各通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３宛ての複数のフレームを多重化して同時送信することができる。また、ＳＴＡ０は、アダプティブ・アレイ・アンテナとして機能することによって、各通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３から同時送信された各フレームを空間軸上でユーザー毎に分離して受信処理することができる。
【００６６】
ここで、複数本のアンテナ素子２１−１、２１−２、…、２１−Ｎがアダプティブ・アレイ・アンテナとして機能するためには、アダプティブ・アレイ・アンテナの重みの学習を事前に行なう必要がある。例えば、ＳＴＡ０は、各通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３からそれぞれ受信した既知シーケンスからなるトレーニング信号から伝達関数を取得することによってアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習することができる。あるいは、ＳＴＡ０は、複数の通信相手の各々から受信したトレーニング信号に対してＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅ）などの所定の適応アルゴリズムを用いて、アダプティブ・アレイ・アンテナの重みの学習を直接行なうことができる。
【００６７】
いずれの方法にせよ、アダプティブ・アレイ・アンテナの重みの学習を行なうＳＴＡ０は、各通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３にトレーニング信号を送ってもらう必要がある。また、従来規格にのみ従う通信装置が混在する通信環境下では、通常のフレーム交換シーケンスをキャリアの衝突を回避しながら実施しなければならないのと同様に、従来規格にのみ従う通信装置による干渉を回避しながら、トレーニング信号を伝送させなければならない。すなわち、ＳＴＡ０は、従来規格との下位互換性を保ちながらアダプティブ・アレイ・アンテナの重みの学習を行なう必要がある。
【００６８】
図４には、トレーニング信号に基づいてアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習するための通信シーケンス例を示している。図示の例では、学習を行なう通信局がトレーニング信号の送信を要求するトレーニング要求（ＴＲＱ：Ｔｒａｉｎｉｎｇ  ＲｅＱｕｅｓｔ）フレームを送信し、ＴＲＱフレームを受信した各周辺局がそれぞれ学習に用いる既知シーケンスを含んだトレーニング・フレームを返信するようになっている。なお、図４中の通信局ＳＴＡ４は、図１には含まれないが、従来規格にのみ準拠した通信局であり、通信局ＳＴＡ０〜ＳＴＡ３のうち少なくとも１つの通信範囲内の存在する隠れ端末であるとする。
【００６９】
アクセスポイントとしてのＳＴＡ０は、事前に物理キャリアセンスを行なってメディアがクリアであることを確認し、さらにバックオフを行なった後に、ＴＲＱフレームを送信する。この時点ではまだアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習していない（すなわち、複数本のアンテナ素子２１−１、２１−２、…、２１−Ｎがアダプティブ・アレイ・アンテナとして機能していない）ことから、無指向性でＴＲＱフレームを送信する。
【００７０】
ＴＲＱフレームは、従来規格であるＩＥＥＥ８０２．１１に従うフィールドを含み、ＴＲＱフレームの宛て先でない通信局（隠れ端末）に対し、一連の信号送受信シーケンスが終了するまで（図示の例では、ＡＣＫの送信が完了するまで）の期間に相当するＮＡＶのカウンター値を設定することを要求するデュレーション情報（後述）が記載されている。ＴＲＱフレームのフォーマットについては後述に譲る。
【００７１】
従来規格に従うＳＴＡ４は、自局を宛て先に含まない上記ＴＲＱフレームを受信した場合には、当該フレーム内のデュレーションに記述された情報に基づいてＮＡＶのカウンター値を設定して、送信動作を控える。
【００７２】
また、図１に示した通信局配置では、ＳＴＡ０から送信されたＴＲＱフレームは各通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３に届く。これに対し、各通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３は、宛て先アドレスに自局のアドレスが記載されたＴＲＱフレームを受信してから所定のフレーム間隔ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ  Ｉｎｔｅｒ  Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）が経過した後に、アダプティブ・アレイ・アンテナの学習に用いることができる既知シーケンスを含んだトレーニング・フレームをそれぞれ返信する。
【００７３】
本実施形態では、従来規格との下位互換性を保ちながらアダプティブ・アレイ・アンテナの重みの学習を行なうために、トレーニング・フレームは、従来規格であるＩＥＥＥ８０２．１１に従う前半のフィールドと、従来規格とは下位互換性のない、トレーニング用の既知シーケンスを含んだ後半のフィールドからなる。前半の従来規格に従うフィールド内では、従来規格に準拠した周辺局が一連の信号送受信シーケンスが終了するまでの期間にわたり送信動作を控えさせるために、後にＡＣＫの送信が完了する時点までは当該トレーニング・フレームが続くと誤認させるよう、記載の偽装（ｓｐｏｏｆｉｎｇ）を施すものとする。但し、トレーニング・フレームのフォーマットについては後述に譲る。
【００７４】
また、図４に示す例では、各通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３は、トレーニング・フレームを同時送信するようになっている。
【００７５】
ここで、各トレーニング・フレームを時分割で送信する方法も考えられる。しかしながら、時分割送信すると、トレーニング・フレームを返信する（すなわち、学習しなければならない）通信局の台数の増加とともにすべてのトレーニング・フレームの送信が終了するまでの期間（すなわち、周辺局にとっての送信待機期間）が長くなってしまうため、システム全体のスループットの低下やオーバーヘッドの増大を招来する。また、時間軸上で後方に送信されるトレーニング・フレームしか受信できない周辺局（隠れ端末）は、トレーニング・フレームが届く前にＮＡＶのカウンター値が消滅して、送信動作を開始してしまう可能性があり、キャリアの衝突を回避できなくなる。これらの理由により、本実施形態では、トレーニング・フレームを同時送信する。
【００７６】
一方、ＳＴＡ０は、ＴＲＱフレームを送信完了した後、ＴＲＱフレームの各宛て先局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３からそれぞれ返信されるトレーニング・フレームを受信待機する。ＳＴＡ０は、トレーニング・フレームを受信する時点では、アダプティブ・アレイ・アンテナの学習を行なっていないことから、いずれか１つのアンテナ素子を用いて同時に複数のトレーニング・フレームを受信する必要がある。ここで、以下の３つの条件を満たす場合には、ＳＴＡ０は、同時送信されるトレーニング・フィールドのうち前半の下位互換性を持つフィールド部分を、衝突を回避して受信することが可能となる。
【００７７】
（１）ＯＦＤＭ変調方式を用いていること。
（２）各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３の発振器がＳＴＡ０で用いる発振器との周波数誤差を補正するように動作すること。
（３）各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３が送信するトレーニング・フレームの該当フィールドの記載内容がすべて同一であること。
【００７８】
条件（１）のＯＦＤＭ変調方式は、マルチパス・フェージングに強いことが知られている。また、条件（２）は、各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３が、ＳＴＡ０からのＴＲＱフレーム受信時に周波数補正を実施することで満足することができる。周波数補正を実施することにより、各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３から同時送信されるトレーニング・フレームがＳＴＡ０に到達する遅延時刻は、ガード・インターバル内に収まることが保証される。そして、条件（３）で挙げるように、各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３の該当フィールドが同一の記載内容であれば、これらを通常の遅延波と同様に扱うことができ、１つのアンテナ素子を用いて同時に受信することが可能になる。
【００７９】
また、トレーニング・フレームのうち、従来規格とは下位互換性のない、トレーニング用の既知シーケンスを含んだ後半のフィールドについては、ＳＴＡ０は、複数のアンテナ素子２１−１、２１−２、…、２１−Ｎを用いて受信する。あらかじめ各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３にそれぞれ固有のコード・シーケンスをトレーニング用の既知シーケンスとして割り当てておくことにより、ＳＴＡ０は、各々のシーケンスを空間的に分離することができる。但し、空間分割によって多元接続する通信局の台数が増大すると、各々を区別する必要から、既知シーケンスは自ずと長くなる。
【００８０】
そして、ＳＴＡ０は、各既知シーケンスに基づいて、ＲＬＳアルゴリズムなどの所定の適応アルゴリズムを用いてアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習する。以降、ＳＴＡ０が持つ複数本のアンテナ素子２１−１、２１−２、…、２１−Ｎはアダプティブ・アレイ・アンテナとして機能し、ＳＴＡ０は空間分割多元接続を行なうことが可能になる。
【００８１】
他方、従来規格にのみ従うＳＴＡ４は、自局を宛て先に含まない上記トレーニング・フレームを受信した場合には、ｓｐｏｏｆｉｎｇにより後続のＡＣＫフレームの送信終了時刻までトレーニング・フレームが継続するものと誤認して、送信動作を控える。
【００８２】
ＳＴＡ０は、各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３からのトレーニング・フレームを受信完了してから所定のフレーム間隔ＳＩＦＳが経過した後に、各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３の各々に宛てたデータ・フレーム（Ｆｒａｇｍｅｎｔ１−０、Ｆｒａｇｍｅｎｔ２−０、Ｆｒａｇｍｅｎｔ３−０）をそれぞれ送信する。ＳＴＡ０は、上記の学習したアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを利用することで、複数のデータ・フレームを空間分割多重して同時送信することができる。
【００８３】
これに対し、各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は、それぞれ自局宛てのデータ・フレーム（Ｆｒａｇｍｅｎｔ１、Ｆｒａｇｍｅｎｔ２、Ｆｒａｇｍｅｎｔ３）を受信完了すると、所定のフレーム間隔ＳＩＦＳが経過した後に、ＡＣＫフレーム（ＡＣＫ１、ＡＣＫ２、ＡＣＫ３）を同時に返信する。
【００８４】
ＳＴＡ０の複数本のアンテナ素子２１−１、２１−２、…、２１−Ｎは既にアダプティブ・アンテナとして機能しており、同時受信した複数のＡＣＫフレーム（ＡＣＫ１、ＡＣＫ２、ＡＣＫ３）をユーザー毎に空間分離することができる。例えば、各ＡＣＫフレームに各々のトランスミッタ・アドレスとして通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３のアドレスがそれぞれ記載しておくことにより、ＳＴＡ０は、受信した各ＡＣＫフレームの送信元を特定することができる。また、ＡＣＫフレームにもトレーニング用の既知シーケンスを含ませておくと、ＳＴＡ０は、受信した各ＡＣＫフレームに含まれる既知シーケンスに基づいて、学習済みのアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを、環境変化に適応的に追従させることができる。
【００８５】
従来規格に従うＳＴＡ４は、自局宛てでない上記データ・フレームを受信した場合には、そのデュレーションに記述された情報に基づいてＮＡＶのカウンター値を設定して、送信動作を控える。また、従来規格に従うＳＴＡ４は、自局宛てでない上記ＡＣＫフレームを受信した場合には、そのデュレーションに記述された情報に基づいてＮＡＶのカウンター値を設定して、送信動作を控える。
【００８６】
図４に例示した通信シーケンスからも分かるように、空間分割多元接続を行なうＳＴＡ０は、アダプティブ・アレイ・アンテナの重みを好適に学習することができるとともに、さらに学習した後は、空間軸上の無線リソースを複数のユーザーで共有して複数ユーザー宛ての複数のデータ・フレームを多重化して送信することで、１対多すなわち複数ユーザー全体でのスループットを向上させることができる。
【００８７】
図５には、図４に示した通信シーケンスで使用することができる、トレーニング要求フレームのフォーマット例を示している。図示のトレーニング要求フレームは、ヘッダー部と、ペイロード部（ＤＡＴＡ）からなる。
【００８８】
トレーニング要求フレームのヘッダー部は、フレーム発見用の既知ＯＦＤＭシンボルからなるＬ−ＳＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ  Ｓｈｏｒｔ  Ｔｒａｉｎｉｎｇ  Ｆｉｅｌｄ）と、同期獲得並びに等化用の既知トレーニング・シンボルからなるＬ−ＬＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ  Ｌｏｎｇ  Ｔｒａｉｎｉｎｇ  Ｆｉｅｌｄ）と、伝送レートやデータ長などのシグナル情報を記載したＬ−ＳＩＧ（Ｌｅｇａｃｙ  ＳＩＧＮＡＬ  Ｆｉｅｌｄ）で構成され、これに続いてペイロード部（Ｄａｔａ）が送信される。トレーニング・フレームは、ヘッダー部及びペイロード部ともに、従来規格であるＩＥＥＥ８０２．１１に準拠したフォーマットで構成することができ、従来規格にのみ準拠する周辺局も受信することができる。
【００８９】
図６には、図５に示したトレーニング要求フレーム中のＬ−ＳＩＧフィールドのデータ構造を示している。なお、Ｌ−ＳＩＧフィールドのフォーマットは、後述するその他のフレーム・フォーマットと共通の定義である。Ｒａｔｅフィールドには、ペイロード部の伝送に用いられる伝送レートを表す情報が記載され、Ｌｅｎｇｔｈフィールドには、ペイロード部のデータ長を表す情報が記載される。当該フレームを受信した通信局は、Ｌ−ＳＩＧを復号して得られたＲａｔｅ及びＬｅｎｇｔｈで特定される情報を基に、データ長÷伝送レートを計算することで、当該フレームの終端までの時間を求めることができる。
【００９０】
図７には、図５に示したトレーニング要求フレーム中のペイロード部（ＤＡＴＡ）のフォーマット例を示している。
【００９１】
ペイロード部の先頭には、フレーム・コントロール（Ｆｒａｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドとデュレーション（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）フィールドが共通に定義されている。その後、複数のアドレス・フィールドＡｄｄｒ１〜４と、シーケンス・フィールド（ＳＥＱ）と、上位レイヤに提供する正味の情報であるＦｒａｍｅ  Ｂｏｄｙと、チェックサムであるＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ  Ｃｈｅｃｋ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）が続く。
【００９２】
フレーム・コントロールは、さらに細分化されたフォーマットを有するものであり、例えば、当該フレームの種別やプロトコルのバージョン、再送の有無、データの経路情報といった各種情報が記述される。
【００９３】
デュレーションは、時間の指定を行なうために設けられる。当該フレームを受信した各通信局は、アドレス・フィールドＡｄｄｒ１〜４に自局のアドレスが記述されていない場合には、このデュレーションに記述された時間に基づいて、通信動作を控えるべき時間を把握することができる。具体的には、このデュレーションには、ＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｖｅｃｔｏｒ）と称されるカウンター値が設定される。カウンター値は、例えば後続のＡＣＫフレームの送信完了時刻を指すものとする。
【００９４】
複数のアドレス・フィールドＡｄｄｒ１〜４は、送信元や宛先通信局他の特定を行なうために用いられる。図１に示す通信シーケンス例の場合、アドレス・フィールドには、トレーニング要求先である各通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３の各アドレスが記載されることになる。
【００９５】
フレーム・チェック・シーケンス（ＦＣＳ）は、３２ビットのＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）である。例えば当該フレームの宛て先局は、このフレーム・チェック・シーケンスを再計算して、両者が一致するか否かをチェックする。そして、送られてきたフレーム・チェック・シーケンスと一致しなかった場合には、そのフレームは破壊されたものとして廃棄することにより、正しいＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームのみを認識し、処理を行なうことになる。
【００９６】
図８には、図４に示した通信シーケンスで使用することができる、トレーニング・フレームのフォーマット例を示している。
【００９７】
図示のトレーニング・フレームは、従来規格であるＩＥＥＥ８０２．１１に準拠した（すなわち、下位互換性を持つ）フォーマットからなるヘッダー部と、従来規格とは下位互換性のないペイロード部からなる。
【００９８】
ヘッダー部は、上述したトレーニング要求フレームと同様に、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧからなる。図４に示した通信シーケンス例では、複数の通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３がトレーニング・フレームを同時に送信することになる。トレーニング要求元であるＳＴＡ０は、アダプティブ・アレイ・アンテナの学習を行なっていない状態であり、１つのアンテナ素子を用いて同時に受信する必要がある。ＯＦＤＭ変調方式を用いていることと、トレーニング・フレームの送信元である各通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３が周波数誤差を補正していることに加え、各通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３が送信するトレーニング・フレームのヘッダー部の記載内容が同一であることから、ＳＴＡ０は、１つのアンテナ素子を用いて同時に受信することが可能である。
【００９９】
また、トレーニング・フレーム中のＬ−ＳＩＧフィールドのデータ構造は、図６に示した通りである。通常は、Ｒａｔｅ及びＬｅｎｇｔｈで特定される情報を基に、データ長÷伝送レートを計算することで、当該フレームの終端までの時間を求めることができる。これに対し、ｓｐｏｏｆｉｎｇ技術では、ヘッダー部内のＬｅｎｇｔｈ、Ｒａｔｅの各フィールドには、本来のフレーム長及び伝送レートを表す情報ではなく、データ長÷伝送レートがＮＡＶを立てるべき期間（後続のＡＣＫフレームの送信完了時刻）となるように偽装された情報が格納される。したがって、従来規格の周辺局ＳＴＡ４は、当該フレームを受信した際には、下位互換性を持つヘッダー部（Ｌ−ＳＩＧ）の復号結果に基づいて、適切な期間だけ送信動作を停止して、図４に示した通信シーケンスを干渉しないで済む。なお、ヘッダー部の後にＵｎｉｑｕｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅからなるペイロード部が続くことを、Ｌ−ＳＩＧ内に記載するようにしてもよい。
【０１００】
ペイロード部には、学習用の既知シーケンスが記載される。あらかじめ各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３にそれぞれ固有のコード・シーケンス（Ｕｎｉｑｕｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）をトレーニング用の既知シーケンスとして割り当てておくことにより、ＳＴＡ０は、同時受信するトレーニング・フレームから各々のシーケンスを空間的に分離することができる（前述）。
【０１０１】
図９Ａには、図４に示した通信シーケンスで使用することができる、トレーニング・フレームの他のフォーマット例を示している。
【０１０２】
図示のトレーニング・フレームは、ヘッダー部とペイロード部からなる。ヘッダー部は、上述したトレーニング要求フレームと同様に、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧからなる、従来規格であるＩＥＥＥ８０２．１１に準拠し、下位互換性を持つ。他方、ペイロード部は、下位互換性を持つＤＡＴＡフィールドと、下位互換性を持たないＵｎｉｑｕｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅフィールドからなる。図示のトレーニング・フレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定するデータ・フレームの終端に、学習のためのＵｎｉｕｑｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅフィールドを付加した構成と言うこともできる。
【０１０３】
Ｌ−ＳＩＧフィールドのデータ構造は、図６に示した通りであり、ペイロード部のデータ長を表す情報を記載するＬｅｎｇｔｈフィールドを含んでいる。但し、従来規格に準拠する周辺局にとっては、下位互換性を持たないＵｎｉｑｕｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅフィールドは、ペイロード部として復号する必要のないので、Ｌｅｎｇｔｈフィールドには、下位互換性を持つＤＡＴＡフィールドの終端までをペイロード部のデータ長として表す情報に偽装する。
【０１０４】
ＤＡＴＡフィールドは、図７に示したフォーマット例と同様に、先頭にフレーム・コントロールとデュレーションが共通に定義されている。デュレーションには、後続のＡＣＫフレームの送信完了時刻に相当する、ＮＡＶのカウンター値が設定される。ＤＡＴＡフィールドは下位互換性を持ち、従来規格に準拠する周辺局は、デュレーションに基づいて、通信動作を控えるべき時間を把握することができる。
【０１０５】
このため、図８に示したフォーマット例とは相違し、Ｌ−ＳＩＧ内のＬｅｎｇｔｈ及びＲａｔｅフィールドを、フレーム長÷伝送レートがＮＡＶを立てるべき期間となるように偽装する必要はない。むしろ、周辺局は、デュレーションに記載されているＮＡＶ情報が有効であることを認識しなければならないから、上述のようにＬｅｎｇｔｈフィールドが下位互換性を持つＤＡＴＡフィールドの終端までをペイロード部のデータ長として表す情報に偽装されるのみである。
【０１０６】
トレーニング要求元であるＳＴＡ０は、アダプティブ・アレイ・アンテナの学習を行なっていない状態であり、下位互換性を持つヘッダー部及びＤＡＴＡフィールドを、１つのアンテナ素子を用いて同時に受信するためには、これらの部分を同一の記載内容にする必要がある（同上）。各通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３が送信するトレーニング・フレームのヘッダー部の記載内容が同一であることは、図８に示したフォーマット例と同様である。他方、ＤＡＴＡフィールドのうち、先頭で共通に定義されるフレーム・コントロール及びデュレーションは、各通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３が送信するトレーニング・フレームで同一の記載内容となる。また、ＤＡＴＡフレームにアドレス・フィールドが定義されている場合には、各通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３の間で、同じアドレス情報を記載するよう、あらかじめ取り決めておく必要がある。
【０１０７】
図９Ａに示したトレーニング・フレームにおいて、上述したように、Ｌ−ＳＩＧフィールド内のＬｅｎｇｔｈフィールドを、下位互換性を持つＤＡＴＡフィールドの終端までをペイロード部のデータ長として表す情報に偽装すると、従来規格の周辺局ＳＴＡ４は、下位互換性を持たないＵｎｉｑｕｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅフィールドは、ペイロード部として復号する必要がなくなる。ところが、ペイロード部の終端以降は受信電力が低下することが期待されるにも拘らず、図９Ａに示したように、ＤＡＴＡフィールドとＵｎｉｑｕｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅフィールドがシームレスに連結されていると、本来低下すべき受信電力がそのまま継続するため、周辺局ＳＴＡ４の実装次第では、Ｌ−ＳＩＧの情報に誤りがあったと認識し、パケット全体を破棄し、ＮＡＶを無効化してしまう可能性がある。
【０１０８】
この問題の解決方法として、図９Ｂに示すように、ＤＡＴＡフィールドとＵｎｉｑｕｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅフィールドの間に所定長の無送信区間を設けたトレーニング・フレームのフォーマットを挙げることができる。この場合、ＤＡＴＡフィールドの終端以降で一旦は期待通りに受信電力が低下することから、従来規格の周辺局ＳＴＡ４は、Ｌ−ＳＩＧの情報が正しいものと認識し、受信パケットを破棄しないで済み、ＮＡＶの設定を行なう。したがって、トレーニング・フレームの送信元は、ＤＡＴＡフィールドから無送信区間の後に、問題なくＵｎｉｑｕｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅフィールドを送信することができる。
【０１０９】
なお、無送信区間の区間長は、例えばＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ  Ｉｎｔｅｒ  Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）などの短い区間でよい。また、ＤＡＴＡフィールド内に、その後にＵｎｉｑｕｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅが続くことを記載するようにしてもよい。
【０１１０】
図１０には、図４に示した通信シーケンスで使用することができる、トレーニング・フレームのさらに他のフォーマット例を示している。図示のトレーニング・フレームは、ヘッダー部と、ペイロード部（ＤＡＴＡ）からなる。
【０１１１】
ヘッダー部は、上述したトレーニング要求フレームと同様に、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧからなる、従来規格であるＩＥＥＥ８０２．１１に準拠し、下位互換性を持つ。
【０１１２】
また、ペイロード部は、従来規格であるＩＥＥＥ８０２．１１に準拠したフォーマットで構成することができ、例えば図７に示したものと同様のデータ構造を採用することができる。
【０１１３】
トレーニング要求元であるＳＴＡ０は、アダプティブ・アレイ・アンテナの学習を行なっていない状態であり、下位互換性を持つヘッダー部及びペイロード部を、１つのアンテナ素子を用いて同時に受信しなければならない。各通信局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３がヘッダー部及びペイロード部の記載内容を同一にすることで、ＳＴＡ０は、１つのアンテナ素子を用いて同時に受信することが可能になる。
【０１１４】
また、図１０に示す例では、下位互換性を持つペイロード部に、学習用の既知シーケンスを多重して送信される。図示のトレーニング・フレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定するデータ・フレームのペイロード部に、トレーニング信号を多重したものと言うこともできる。
【０１１５】
下位互換性を持つペイロード部にトレーニング信号としての既知シーケンスを多重する方法の一例として、本来のペイロード部とは信号点配置が異なるディジタル変調を施す方法が挙げられる。図１１には、ディジタル変調方式としてＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：２位相偏移変調）を適用する場合における多重方法を図解している。すなわち、本来のペイロード部については、図１１Ａに示すように、従来通りの信号配置を行なう。これに対し、学習用の既知シーケンスについては、図１１Ｂに示すように、９０度だけ位相回転した信号配置で送信する。このように、直交した形で情報を送信することにより、周辺局ＳＴＡ４にＮＡＶ情報を伝達しながら、宛て先局ＳＴＡ０へ学習用の既知シーケンスを伝達することが可能になる。
【０１１６】
あらかじめ各通信局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３にそれぞれ固有のコード・シーケンス（Ｕｎｉｑｕｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）をトレーニング用の既知シーケンスとして割り当てておくことにより、ＳＴＡ０は、同時受信するトレーニング・フレームのペイロード部から、多重されている各々のシーケンスを空間的に分離することができる。
【０１１７】
図１２には、図２に示した通信装置が、図４に示した通信シーケンスにおいて、アクセスポイント（ＳＴＡ０）として動作するための処理手順をフローチャートの形式で示している。アクセスポイントは、例えば上位層アプリケーションからデータ送信要求又は受信要求が発生したことに応じて、図１２に示す処理手順を開始するものとする。
【０１１８】
アクセスポイントは、事前に物理キャリアセンスを行なってメディアがクリアであることを確認し、さらにバックオフを行なうなどして、自局が送信可能な状況になったときに（ステップＳ１のＹｅｓ）、データを多重して送信したい１以上の端末局（ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３）に対して、トレーニング要求（ＴＲＱ）フレーム（図５を参照のこと）を送信する（ステップＳ２）。
【０１１９】
そして、アクセスポイントは、ＴＲＱフレームを送信完了してから、所定のフレーム間隔ＳＩＦＳが経過すると（ステップＳ３のＹｅｓ）、各トレーニング要求先（ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３）から返信されるトレーニング・フレーム（図８〜図１０を参照のこと）の受信を待機する（ステップＳ４）。
【０１２０】
ここで、アクセスポイントは、いずれのトレーニング要求先（ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３）からもトレーニング・フレームを受け取ることができなかったときには（ステップＳ５のＮｏ）、ＴＲＱフレームの再送処理に移行する。但し、フレーム再送処理手順の詳細については、説明を省略する。
【０１２１】
一方、アクセスポイントは、いずれか１以上のトレーニング要求先（ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３）からトレーニング・フレームを受け取ることができたときには（ステップＳ５のＹｅｓ）、受信できたトレーニング・フレームにそれぞれ含まれている学習用の既知シーケンスを用いて、アダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習する。
【０１２２】
そして、アクセスポイントは、トレーニング要求先（ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３）からトレーニング・フレームを受信完了してから所定のフレーム間隔ＳＩＦＳが経過した後に（ステップＳ６のＹｅｓ）、トレーニング・フレームを受信できた端末局に対して、データ・フレームを送信する（ステップＳ７）。
【０１２３】
このとき、アクセスポイントは、学習したアダプティブ・アレイ・アンテナの重みを利用することで、複数の端末局宛てのデータ・フレームを空間分割多重して同時送信することができる。但し、トレーニング・フレームを受信できなかった端末局に関しては、学習を行なっていないことに加え、そもそも通信可能範囲に存在するかも不明であることから、データ・フレームの送信を差し控えるようにする。
【０１２４】
そして、アクセスポイントは、データ・フレームを送信完了してから、所定のフレーム間隔ＳＩＦＳが経過すると（ステップＳ８のＹｅｓ）、各データ・フレームの送信先から返信されるＡＣＫフレームの受信を待機する（ステップＳ９）。
【０１２５】
アクセスポイントは、すべてのデータ・フレーム送信先からＡＣＫフレームを受信できたときには（ステップＳ９のＹｅｓ）、当該処理ルーチンを成功裏に終了することができる。
【０１２６】
一方、アクセスポイントは、いずれかのデータ・フレーム送信先からＡＣＫフレームを受信できなかったとき（ステップＳ９のＮｏ）、あるいはＮＡＣＫフレームを受信したときには、データ・フレームの送受信に失敗したことを認識して、データ・フレームの再送処理を実施する。但し、フレーム再送処理手順の詳細については、説明を省略する。
【０１２７】
なお、アクセスポイントの通信手順として、上述したようにＴＲＱフレームを送信した後そのままトレーニング・フレームの受信待機に入るのではなく、ＴＴＲＱフレームを送信すると一旦処理を終了し、トレーニング・フレームを受信したことに応じて処理を再開するという手法も考えられる。但し、後者の場合には、トレーニング・フレーム内でそれを明示するフィールドか必要となる。
【０１２８】
図１３には、図２又は図３に示した通信装置が、図４に示した通信シーケンスにおいて、端末局（ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３のいずれか）として動作するための処理手順をフローチャートの形式で示している。ここでは、各端末局は、アクセスポイントからＴＲＱフレームを受信したことに応じて、図１３に示す処理手順を開始するものとする。但し、各端末局は、受信したＴＲＱフレームの例えばヘッダー部のＬ−ＬＴＦを用いて周波数誤差の補正を実施し、互いのクロック誤差はガード・インターバル内に収まることが保証されているものとする。
【０１２９】
端末局は、アクセスポイントからＴＲＱフレームを受信完了してから所定のフレーム間隔ＳＩＦＳが経過した後に（ステップＳ１１のＹｅｓ）、アクセスポイントに対してトレーニング・フレームを返信する（ステップＳ１２）。
【０１３０】
ここで、端末局は受信したＴＲＱフレームを用いて周波数誤差の補正を実施する。したがって、トレーニング・フレームを返信する端末局が複数存在するときには、アクセスポイントへの到達時刻がガード・インターバル内に収まることが保証されるので、アクセスポイントは１つのアンテナ素子を用いて同時に受信することができる。
【０１３１】
そして、端末局は、トレーニング・フレームを送信完了してから、所定のフレーム間隔ＳＩＦＳが経過すると（ステップＳ１３のＹｅｓ）、アクセスポイントから送信されるデータ・フレームの受信を待機する（ステップＳ１４）。
【０１３２】
ここで、端末局は、データ・フレームを受信できないか、若しくは、受信したデータ・フレームをフレーム・エラーなどにより復号できなかったときには（ステップＳ１５のＮｏ）、データ・フレームの受信に失敗したものとして、当該処理ルーチンを終了する。あるいは、端末局は、アクセスポイントに対して、データ・フレームの再送を促すＮＡＣＫを返信するようにしてもよい。
【０１３３】
一方、端末局は、アクセスポイントからデータ・フレームを受信できたときには（ステップＳ１５のＹｅｓ）、データ・フレームを受信完了してから所定のフレーム間隔ＳＩＦＳが経過した後に（ステップＳ１６のＹｅｓ）、アクセスポイントに対してＡＣＫフレームを返信して（ステップＳ１７）、当該処理ルーチンを成功裏に終了することができる。
【０１３４】
アクセスポイントとしてのＳＴＡ０、並びに端末局としてのＳＴＡ１〜ＳＴＡ３が、それぞれ図１２、図１３に示した処理手順を実施することによって、図４に示した通信シーケンスが実現する。そして、空間分割多元接続を行なうＳＴＡ０は、アダプティブ・アレイ・アンテナの重みを好適に学習することができる。この学習のためのＴＲＱフレーム及びトレーニング・フレームを交換する際には、これらのフレームに偽装（ｓｐｏｏｆｉｎｇ）を施すことによって、従来規格に従う周辺局との衝突を好適に回避することができる。また、ＳＴＡ０は、アダプティブ・アレイ・アンテナの重みを学習した後は、空間軸上の無線リソースを複数のユーザーで共有して複数ユーザー宛ての複数のデータ・フレームを多重化して送信することで、１対多すなわち複数ユーザー全体でのスループットを向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳細に説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１３６】
本明細書では、１Ｇｂｐｓという超高スループットの実現を目指すＩＥＥＥ８０２．１１ａｃのような新規の無線ＬＡＮ規格に適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。例えば、空間軸上の無線リソースを複数のユーザーで共有するその他の無線ＬＡＮシステムや、ＬＡＮ以外のさまざまな無線システムに対しても、同様に本発明を適用することができる。
【０１３７】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【符号の説明】
【０１３８】
２０−１、２０−２、…、２０−Ｎ…送受信ブランチ
２１−１、２１−２、…、２１−Ｎ…アンテナ素子
２２−１、２２−２、…、２２−Ｎ…共用器
２３−１、２３−２、…、２３−Ｎ…送信処理部
２４−１、２４−２、…、２４−Ｎ…受信処理部
２５…データ処理部
３０…送受信ブランチ
３１…アンテナ素子
３２…共用器
３３…送信処理部
３４…受信処理部
３５…データ処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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