(57)【要約】【課題】無線チャネルの状態変化の検出及びその通知に要する信号処理量又はその演算量を低減する。【解決手段】無線通信装置は、無線チャネルにおいて受信した受信信号の電力値が予め定められたしきい値以上であるか否か検出する電力検出部と、電力検出部が受信信号の電力値がしきい値以上であることを検出した場合、予め定められた規定信号が受信信号に含まれているか否かを検出する信号解析部と、電力検出部が受信信号の電力値がしきい値以上でないことを検出した場合に無線チャネルがアイドル状態であると判定し、電力検出部が受信信号の電力値がしきい値以上であることを検出し且つ信号解析部が受信信号に規定信号が含まれていないことを検出した場合に無線チャネルがアイドル状態であると判定し、無線チャネルがアイドル状態である時間が送信待機時間以上になると、送信部に無線信号を送信させる制御をする制御部とを備える。【選択図】図１
2014116661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の無線チャネルを用いて通信を行う無線通信装置であって、
前記無線チャネルにおいて受信した受信信号の電力値が予め定められたしきい値以上であるか否か検出する電力検出部と、
前記電力検出部が受信信号の電力値がしきい値以上であることを検出した場合、予め定められた規定信号が前記受信信号に含まれているか否かを検出する信号解析部と、
無線信号を送信する送信部と、
前記電力検出部が前記受信信号の電力値がしきい値以上でないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記電力検出部が前記受信信号の電力値がしきい値以上であることを検出し且つ前記信号解析部が前記受信信号に前記規定信号が含まれていないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記無線チャネルがアイドル状態である時間が送信待機時間以上になると、前記送信部に無線信号を送信させる制御をする制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
共通の無線チャネルを用いて通信を行う無線通信装置であって、
前記無線チャネルにおいて受信した受信信号の電力値が予め定められたしきい値以上であるか否かを検出する電力検出部、及び、無線信号を送信する送信部を有するＲＦ部と、
前記受信信号に予め定められた規定信号が含まれるか否かを検出する信号解析部、前記電力検出部の検出結果に応じて前記信号解析部に前記規定信号の検出を要求し、前記受信信号に規定信号が含まれる場合に前記送信部に無線信号を送信させる制御部を有するベースバンド部と
を備え、
前記制御部は、
前記電力検出部が受信信号の電力値がしきい値以上でないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記電力検出部が前記受信信号の電力値がしきい値以上であることを検出し且つ前記信号解析部が前記受信信号に前記規定信号が含まれていないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記無線チャネルがアイドル状態である時間が送信待機時間以上になると、前記送信部に無線信号を送信させる
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の無線通信装置であって、
前記制御部は、
前記電力検出部が前記受信信号の電力値がしきい値以上であると判断した場合に、一旦前記無線チャネルがビジー状態であると判定し、前記信号解析部の検出結果に応じて、前記無線チャネルがビジー状態であるかアイドル状態であるか判定する
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の無線通信装置であって、
前記制御部は、
前記無線チャネルにおける他の装置による信号の送信が完了したタイミングに基づいて、前記送信部が無線信号を送信するタイミングを制御する
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の無線通信装置であって、
前記電力検出部における前記しきい値は、前記信号解析部における前記規定信号の検出性能に応じて定められる
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
共通の無線チャネルを用いて通信を行う無線通信装置が行う無線通信方法であって、
前記無線チャネルにおいて受信した受信信号の電力値が予め定められたしきい値以上であるか否か検出する電力検出ステップと、
前記電力検出ステップにおいて前記受信信号の電力値がしきい値以上であることを検出した場合、予め定められた規定信号が前記受信信号に含まれているか否かを検出する信号解析ステップと、
前記電力検出ステップにおいて前記受信信号の電力値がしきい値以上でないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記電力検出ステップにおいて前記受信信号の電力値がしきい値以上であることを検出し且つ前記信号解析ステップにおいて前記受信信号に前記規定信号が含まれていないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記無線チャネルがアイドル状態である時間が送信待機時間以上になると、送信部に無線信号を送信させる制御をする制御ステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
共通の無線チャネルにおいて受信した受信信号の電力値が予め定められたしきい値以上であるか否かを検出する電力検出部、及び、無線信号を送信する送信部を有するＲＦ部と、前記受信信号に予め定められた規定信号が含まれるか否かを検出する信号解析部、前記電力検出部の検出結果に応じて前記信号解析部に前記規定信号の検出を要求し、前記受信信号に前記規定信号が含まれる場合に前記送信部に無線信号を送信させる制御部を有するベースバンド部とを備え、前記無線チャネルを用いて他の通信装置と通信する無線通信装置が行う無線通信方法であって、
前記電力検出部が前記受信信号の電力値がしきい値以上でないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記電力検出部が前記受信信号の電力値がしきい値以上であることを検出し且つ前記信号解析部が前記受信信号に前記規定信号が含まれていないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記無線チャネルがアイドル状態である時間が送信待機時間以上になると、前記送信部に無線信号を送信させるステップ
を有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、キャリアセンスを用いた無線通信における無線通信装置、及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１１規格では無線アクセス方式の一つとしてＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier sense multiple access with collision avoidance；搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式）が採用されている。この方式では、所望の周波数帯における電力値とプリアンブルなどの規定信号の検出のいずれか一方もしくは両方を用いてチャネル状態がアイドルであるかビジーであるかを判定する（非特許文献１）。
【０００３】
図６は、ＣＳＭＡ／ＣＡを用いた無線通信装置９００の構成例を示す概略ブロック図である。無線通信装置９００は、受信部９０１、復調部９０２、ＭＡＣ処理部９０３、キャリアセンス部９０４、上位層処理部９０５、変調部９０６、及び、送信部９０７を備えている。以下、図６に示されている無線通信装置９００における各機能部の動作について説明する。
【０００４】
受信部９０１には、アンテナで受信された無線信号が送受信切替スイッチなどを介して入力される。受信部９０１は、増幅や、周波数変換、帯域制限などの信号処理により、復調部９０２への入力に適した中間周波数帯もしくはベースバンド帯の信号に無線信号を変換して復調部９０２に出力する。
復調部９０２は、受信部９０１から入力された中間周波数帯もしくはベースバンド帯の信号に対して直交検波や、周波数・位相同期、チャネル推定・等化、復号処理などを行い、受信データを取得する。復調部９０２は、取得した受信データをＭＡＣ処理部９０３に出力する。また、復調部９０２は、受信部９０１から入力された中間周波数帯もしくはベースバンド帯の信号を分岐してキャリアセンス部９０４に出力する。
【０００５】
キャリアセンス部９０４は、復調部９０２から入力された中間周波数帯もしくはベースバンド帯の信号において、ある所望の帯域信号のレベルを測定する。キャリアセンス部９０４は、測定したレベルから、アンテナ接続損失や増幅器による利得を補正してアンテナ端での電力値を算出する。キャリアセンス部９０４は、算出した電力値がしきい値以上であればビジーであることを示すビジー信号をＭＡＣ処理部９０３に出力し、当該電力値がしきい値未満であればアイドルであることを示すアイドル信号をＭＡＣ処理部９０３に出力する。
また、キャリアセンス部９０４は、復調部９０２から入力された中間周波数帯もしくはベースバンド帯の信号において、プリアンブルなどの規定信号を検出した場合にもビジー信号をＭＡＣ処理部９０３に出力する。キャリアセンス部９０４は、復調部９０２から入力された中間周波数帯もしくはベースバンド帯の信号において、規定信号が検出されなかった場合にアイドル信号をＭＡＣ処理部９０３に出力する。
【０００６】
ＭＡＣ処理部９０３は、送信待機時にキャリアセンス部９０４からアイドル信号が入力されている場合に、バックオフ時間の減算を継続してバックオフ時間がゼロになると、変調部９０６や送信部９０７に処理を開始させる（非特許文献２）。
ＭＡＣ処理部９０３は、送信待機時にキャリアセンス部９０４からビジー信号が入力されている場合にバックオフ時間の減算を停止し、アイドル信号が入力されるとバックオフ時間の減算を再開し、バックオフ時間がゼロになると送信の処理を開始させる。また、ＭＡＣ処理部９０３は上位層処理部９０５から入力されるデータを、フレーム化して変調部９０６に出力する。
【０００７】
変調部９０６は、ＭＡＣ処理部９０３から入力されるデータ列を、直並列変換や、同相・直交信号化などにより変調信号に変換し、当該変調信号を送信部９０７に出力する。
送信部９０７は、変調部９０６から入力される変調信号を周波数変換、帯域制限やレベル調整などにより無線信号に変換し、送受信切替スイッチなどを介してアンテナから無線信号を送信する。
【０００８】
上述のように、ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信を行う無線通信装置９００は、無線チャネルが使用中（ビジー）であるか、未使用（アイドル）であるかを検出して送信を行うようにしている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】IEEE802.11-2012: Wireless LAN Medium Access Control （MAC） and Physical Layer （PHY） Specifications, Chapter 18．
【非特許文献２】守倉、久保田監修、「改訂版８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」、インプレスＲ＆Ｄ、第４章、第６章、２００６年８月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、ＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 直交波周波数分割多重）物理層では、無線チャネルがアイドルからビジーに遷移して４［μｓｅｃ］以内にＭＡＣ処理部９０３にビジーになったことを通知する必要があるため、キャリアセンス部９０４は常時動作しなければならない。このため、無線信号処理をソフトウェアで行う場合には、キャリアセンス部９０４の処理を行うためにＣＰＵの時間占有率が大きくなるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、無線チャネルの状態変化の検出及びその通知に要する信号処理量又はその演算量を低減することができる無線通信装置、及び無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記問題を解決するために、本発明は、共通の無線チャネルを用いて通信を行う無線通信装置であって、前記無線チャネルにおいて受信した受信信号の電力値が予め定められたしきい値以上であるか否か検出する電力検出部と、前記電力検出部が受信信号の電力値がしきい値以上であることを検出した場合、予め定められた規定信号が前記受信信号に含まれているか否かを検出する信号解析部と、無線信号を送信する送信部と、前記電力検出部が前記受信信号の電力値がしきい値以上でないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記電力検出部が前記受信信号の電力値がしきい値以上であることを検出し且つ前記信号解析部が前記受信信号に前記規定信号が含まれていないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記無線チャネルがアイドル状態である時間が送信待機時間以上になると、前記送信部に無線信号を送信させる制御をする制御部と、を備えることを特徴とする無線通信装置である。
【００１３】
また、本発明は、共通の無線チャネルを用いて通信を行う無線通信装置であって、前記無線チャネルにおいて受信した受信信号の電力値が予め定められたしきい値以上であるか否かを検出する電力検出部、及び、無線信号を送信する送信部を有するＲＦ部と、前記受信信号に予め定められた規定信号が含まれるか否かを検出する信号解析部、前記電力検出部の検出結果に応じて前記信号解析部に前記規定信号の検出を要求し、前記受信信号に規定信号が含まれる場合に前記送信部に無線信号を送信させる制御部を有するベースバンド部とを備え、前記制御部は、前記電力検出部が受信信号の電力値がしきい値以上でないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記電力検出部が前記受信信号の電力値がしきい値以上であることを検出し且つ前記信号解析部が前記受信信号に前記規定信号が含まれていないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記無線チャネルがアイドル状態である時間が送信待機時間以上になると、前記送信部に無線信号を送信させることを特徴とする無線通信装置である。
【００１４】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記制御部は、前記電力検出部が前記受信信号の電力値がしきい値以上であると判断した場合に、一旦前記無線チャネルがビジー状態であると判定し、前記信号解析部の検出結果に応じて、前記無線チャネルがビジー状態であるかアイドル状態であるか判定することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記制御部は、前記無線チャネルにおける他の装置による信号の送信が完了したタイミングに基づいて、前記送信部が無線信号を送信するタイミングを制御することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記電力検出部における前記しきい値は、前記信号解析部における前記規定信号の検出性能に応じて定められることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、共通の無線チャネルを用いて通信を行う無線通信装置が行う無線通信方法であって、前記無線チャネルにおいて受信した受信信号の電力値が予め定められたしきい値以上であるか否か検出する電力検出ステップと、前記電力検出ステップにおいて前記受信信号の電力値がしきい値以上であることを検出した場合、予め定められた規定信号が前記受信信号に含まれているか否かを検出する信号解析ステップと、前記電力検出ステップにおいて前記受信信号の電力値がしきい値以上でないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記電力検出ステップにおいて前記受信信号の電力値がしきい値以上であることを検出し且つ前記信号解析ステップにおいて前記受信信号に前記規定信号が含まれていないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記無線チャネルがアイドル状態である時間が送信待機時間以上になると、送信部に無線信号を送信させる制御をする制御ステップと、を有することを特徴とする無線通信方法である。
【００１８】
また、本発明は、共通の無線チャネルにおいて受信した受信信号の電力値が予め定められたしきい値以上であるか否かを検出する電力検出部、及び、無線信号を送信する送信部を有するＲＦ部と、前記受信信号に予め定められた規定信号が含まれるか否かを検出する信号解析部、前記電力検出部の検出結果に応じて前記信号解析部に前記規定信号の検出を要求し、前記受信信号に前記規定信号が含まれる場合に前記送信部に無線信号を送信させる制御部を有するベースバンド部とを備え、前記無線チャネルを用いて他の通信装置と通信する無線通信装置が行う無線通信方法であって、前記電力検出部が前記受信信号の電力値がしきい値以上でないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記電力検出部が前記受信信号の電力値がしきい値以上であることを検出し且つ前記信号解析部が前記受信信号に前記規定信号が含まれていないことを検出した場合に前記無線チャネルがアイドル状態であると判定し、前記無線チャネルがアイドル状態である時間が送信待機時間以上になると、前記送信部に無線信号を送信させるステップを有することを特徴とする無線通信方法である。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、キャリアセンスにおいて行われる処理を、受信信号の電力値の測定と規定信号の検出とに分け、電力値がしきい値以上の場合に規定信号の検出を行うようにした。これにより、規定信号の検出を常に行わずとも無線チャネルの状態変化を検出することができ、キャリアセンスにおける信号処理量又はその演算量を低減することができる。換言すると、規定信号を検出する動作時間を省くことができるため、信号処理量又はその演算量の負荷を軽減することができる。その結果、例えば、ソフトウェアを用いてキャリアセンスの処理を行う場合に、キャリアセンスの処理に要する信号処理量又は演算量を削減することができ、ＣＰＵの時間占有率を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態における無線通信装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】第２の実施形態における無線通信装置２００の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】同実施形態の無線通信装置２００における動作例を示すシーケンス図である。
【図４】同実施形態の無線通信装置２００における動作例を示すシーケンス図である。
【図５】同実施形態におけるＲＦ部２１０における動作を示すフローチャートである。
【図６】ＣＳＭＡ／ＣＡを用いた無線通信装置９００の構成例を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態における無線通信装置、及び無線通信方法を説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における無線通信装置１００の構成を示す概略ブロック図である。無線通信装置１００は、受信部１０１、第１キャリアセンス部（電力検出部）１０２、第２キャリアセンス部（ヘッダ解析部）１０３、復調部１０４、ＭＡＣ処理部１０５、上位層処理部１０６、変調部１０７、及び、送信部１０８を備えている。以下、無線通信装置１００が備える各機能部の動作について説明する。
【００２３】
無線通信装置１００において、アンテナで受信された無線信号は、送受信切替スイッチなどを介して受信部１０１に入力される。受信部１０１は、入力された無線信号を、周波数変換、レベル調整などにより中間周波数帯もしくはベースバンド帯の信号に変換する。受信部１０１は、変換した中間周波数帯もしくはベースバンド帯の信号を第２キャリアセンス部１０３に出力する。また、受信部１０１は、変換した中間周波数帯もしくはベースバンド帯の信号から所望の周波数帯域の帯域信号を分岐させて第１キャリアセンス部１０２に出力する。
【００２４】
第１キャリアセンス部（電力検出部）１０２は、受信部１０１から入力された帯域信号のレベルを測定し、測定したレベルからアンテナ接続損失や増幅器による利得を補正してアンテナ端での電力値を算出する。第１キャリアセンス部１０２は、算出した電力値が予め定められたしきい値以上である場合に、無線チャネルが使用中であること（ビジー状態）を示すビジー信号をＭＡＣ処理部１０５に出力する。一方、第１キャリアセンス部１０２は、算出した電力値がしきい値未満である場合に、無線チャネルが未使用であること（アイドル状態）を示すアイドル信号をＭＡＣ処理部１０５に出力する。
【００２５】
ＭＡＣ処理部１０５は、第１キャリアセンス部１０２からアイドル信号が入力される場合、第２キャリアセンス部（ヘッダ解析部）１０３及び復調部１０４に信号処理を停止させる。また、この場合、ＭＡＣ処理部１０５は、上位層処理部１０６から入力される送信要求応答や入力データ列に対するフレーム処理などを実行する。
一方、ＭＡＣ処理部１０５は、第１キャリアセンス部１０２からビジー信号が入力される場合、無線チャネルがビジー状態であると判定し、送信待機状態におけるバックオフ時間の減算などを一旦停止させる。また、この場合、ＭＡＣ処理部１０５は、第２キャリアセンス部１０３及び復調部１０４に信号処理を実行させる。
【００２６】
第２キャリアセンス部１０３は、ＭＡＣ処理部１０５の制御に応じて、受信部１０１から入力された中間周波数帯もしくはベースバンド帯の信号に対する相関検出などによりプリアンブルなどの規定信号が含まれているか否かの判定を行う。第２キャリアセンス部１０３は、規定信号を検出された場合にビジー信号をＭＡＣ処理部１０５に出力し、規定信号を検出されない場合にアイドル信号をＭＡＣ処理部１０５に出力する。また、第２キャリアセンス部１０３は、判定結果とともに中間周波数帯もしくはベースバンド帯の信号を復調部１０４に出力する。
【００２７】
復調部１０４は、第２キャリアセンス部１０３から入力された中間周波数帯もしくはベースバンド帯の信号に対し、直交検波や、周波数・位相同期、チャネル推定・等化、復号処理などを行い、受信データを取得する。復調部１０４は、取得した受信データをＭＡＣ処理部１０５に出力する。
ＭＡＣ処理部１０５は、入力された受信データのフィルタリングなどを行い、受信データが自装置宛てのデータである場合には、ＡＣＫ応答処理を開始する。また、ＭＡＣ処理部１０５は、自装置宛ての受信データを上位層処理部１０６に伝送する。
【００２８】
ＡＣＫ応答処理に時間規定がある場合には、ＭＡＣ処理部１０５は、受信データに含まれるタイムスタンプ又は第１キャリアセンス部１０２の出力などから、当該受信データの送信が完了した時刻（受信信号の最後尾の時間）を検出する。ＭＡＣ処理部１０５は、検出した時刻と、変調部１０７や送信部１０８などにおける信号処理に要する時間や回路遅延などの時間とに基づいて、受信データに対する応答信号の送信が時間規定内に行われるように調整を行う。具体的には、ＭＡＣ処理部１０５は、応答フレームを生成し、変調部１０７及び送信部１０８における信号処理を開始させる。
また、ＭＡＣ処理部１０５は、受信データが自装置宛てのデータでない場合、送信待機状態に遷移する。
【００２９】
上位層処理部１０６は、送信要求が生じた場合に、送信要求とともに送信データをＭＡＣ処理部１０５に入力する。このとき、ＭＡＣ処理部１０５は、上位層処理部１０６から入力される送信要求を契機に、送信バックオフ時間の減算の開始し、バックオフ時間がゼロになった時点で無線チャネルがアイドル状態である場合に、送信時間が規定範囲内となるようにデータフレームの生成や変調部１０７及び送信部１０８の制御を行う時間調整をする。このとき、変調部１０７では、ＭＡＣ処理部１０５から入力されるデータフレーム（送信データ）に対するデータ列への直並列変換や同相・直交信号化などを施すことにより変調信号に変換し、当該変調信号を送信部１０８に出力する。送信部１０８は、変調部１０７から入力される変調信号を周波数変換や、帯域制限、レベル調整などにより無線信号に変換し、送受信切替スイッチなどを介してアンテナから当該無線信号を送信する。
【００３０】
本実施形態における無線通信装置１００は、各装置が共通に用いる無線チャネルにおいて受信した信号のうち所望の周波数帯域における帯域信号がしきい値以上のレベル（電力レベル）を有している場合に、受信した信号に規定信号が含まれているか否かの判定を行うようにしている。これにより、無線通信装置１００は、受信した信号に規定信号が含まれているか否かの判定（すなわち、規定信号を検出する処理）を常に行わずとも、無線チャネルの使用状況を把握することができる。これにより、例えば、無線通信装置１００における処理を演算装置（ＣＰＵやマイクロプロセッサなど）にソフトウェアを実行させることにより行う場合において、無線チャネルの状態を把握するためのキャリアセンスに要する信号処理量及び演算量を削減することができ、キャリアセンスを行う際の演算装置の時間占有率を低下させることができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態における無線通信装置２００の構成を示す概略ブロック図である。無線通信装置２００は、ＲＦ部２１０、及び、ベースバンド部２２０を備えている。ＲＦ部２１０は、受信部２１１、第１キャリアセンス部（電力検出部）２１２、第１ＭＡＣ処理部２１３、第１インタフェース部２１４、受信バッファ２１５、送信バッファ２１６、及び、送信部２１７を有している。ベースバンド部２２０は、第２インタフェース部２２１、復調部２２２、上位層処理部２２３、第２キャリアセンス部（ヘッダ解析部）２２４、第２ＭＡＣ処理部２２５、及び、変調部２２６を有している。本実施形態における無線通信装置２００では、ＲＦ部２１０とベースバンド部２２０とに分離され、それぞれが第１インタフェース部２１４と第２インタフェース部２２１とを介して制御信号及びデータを授受する構成になっている。以下、無線通信装置２００が備える各機能部の動作について図３から図５を参照して説明する。
【００３２】
図３は、本実施形態の無線通信装置２００における動作例を示すシーケンス図である。同図に示す例では、無線チャネルがアイドル状態からビジー状態になり、ビジー状態において受信した信号に自装置宛てのデータが含まれている場合の動作例を示している。
【００３３】
無線通信装置２００において、アンテナで受信した無線信号は、送受信切替スイッチなどを介して受信部２１１に入力される。受信部２１１は、入力された無線信号を周波数変換、レベル調整などにより中間周波数帯もしくはベースバンド帯の信号に変換する。受信部２１１は、中間周波数帯もしくはベースバンド帯の信号を受信バッファ２１５に出力して記憶させる。また、受信部２１１は、中間周波数帯もしくはベースバンド帯に変換した信号の一部を分岐して第１キャリアセンス部２１２に出力する。
【００３４】
第１キャリアセンス部（電力検出部）２１２は、受信部２１１から入力された中間周波数帯もしくはベースバンド帯の信号から所望の帯域における帯域信号のレベルを測定する。第１キャリアセンス部２１２は、測定したレベルからアンテナ接続損失や増幅器による利得を補正してアンテナ端での電力値を算出する。第１キャリアセンス部２１２は、算出した電力値がしきい値以上であればビジー信号を第１ＭＡＣ処理部２１３に出力し、当該電力値がしきい値未満であればアイドル信号を第１ＭＡＣ処理部２１３に出力する処理を周期的に繰り返す（ステップＳ１００）。
【００３５】
図３に示す例では、時刻Ｔ０から、第１キャリアセンス部２１２がアイドル信号を第１ＭＡＣ処理部２１３に出力し、第１ＭＡＣ処理部２１３がバックオフ時間の減算を開始する（ステップＳ１１０）。時刻Ｔ１において第１キャリアセンス部２１２がビジー信号を第１ＭＡＣ処理部２１３に出力する。第１ＭＡＣ処理部２１３は、ビジー信号が入力されたことに応じて、無線チャネルがビジー状態であると判定し、バックオフ時間の減算を一旦停止し（ステップＳ１２０）、ＡＣＫ応答（応答信号の送信）に備えてＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）時間のカウントを開始する（ステップＳ１３０）。
【００３６】
受信している信号にプリアンブル又はプリアンブルパターンや、トレーニング信号などの規定信号が含まれているか否か、受信している信号に自装置宛てのデータが含まれているか否かを判定するために、第１ＭＡＣ処理部２１３は、ベースバンド部２２０が有する第２キャリアセンス部（ヘッダ解析部）２２４及び復調部２２２による信号の処理を第２ＭＡＣ処理部２２５に要求する。具体的には、第１ＭＡＣ処理部２１３は、第１インタフェース部２１４及び第２インタフェース部２２１を介して、第２ＭＡＣ処理部２２５に上述の処理を要求する（ステップＳ１４０）。
【００３７】
なお、第１キャリアセンス部２１２が判定に用いるしきい値を、第２キャリアセンス部（ヘッダ解析部）２２４が規定信号の検出を行うことができる電力値と等しい値、又はそれ以上の値に設定することにより、第２キャリアセンス部２２４における信号処理を効率的に実施することができる。
また、第１ＭＡＣ処理部２１３は、受信バッファ２１５が記憶している信号を第１インタフェース部２１４及び第２インタフェース部２２１を介してベースバンド部２２０の第２キャリアセンス部２２４に出力させる制御を行う。受信バッファ２１５は、第１ＭＡＣ処理部２１３の制御に応じて、記憶している信号を、第１インタフェース部２１４及び第２インタフェース部２２１を介して第２キャリアセンス部２２４に出力する。
【００３８】
第２ＭＡＣ処理部２２５は、第１ＭＡＣ処理部２１３からの要求を契機にして復調部２２２及び第２キャリアセンス部２２４における信号の処理を開始させる制御を行う。第２キャリアセンス部２２４は、受信バッファ２１５から入力された信号に対する相関検出などによりヘッダ部を抽出し、抽出したヘッダ部に規定信号が含まれているか否かを判定する（ステップＳ１５０）。第２キャリアセンス部２２４は、規定信号が含まれている場合にビジー信号を第２ＭＡＣ処理部２２５に出力し、規定信号が含まれていない場合にアイドル信号を第２ＭＡＣ処理部２２５に出力する判定処理を行う。ここでは、第２キャリアセンス部２２４は、規定信号を検出しビジー信号を第２ＭＡＣ処理部２２５に出力する（ステップＳ１６０）。
【００３９】
また、第２キャリアセンス部２２４は、相関検出の結果と、受信バッファ２１５から入力された信号とを復調部２２２に出力する。復調部２２２は、第２キャリアセンス部２２４から入力された信号を直交検波や、周波数・位相同期、チャネル推定・等化、復号処理などにより受信データに変換して、第２ＭＡＣ処理部２２５に出力する。
第２ＭＡＣ処理部２２５は、第２キャリアセンス部２２４から入力されるビジー信号を契機にして、復調部２２２から入力される受信データに対するフィルタリングなどを行い、受信データが自装置宛てのデータであるか否かの判定をする。第２ＭＡＣ処理部２２５は、受信データが自装置宛てのデータである場合、ＡＣＫフレームを生成して変調部２２６に出力するとともに、受信データを上位層処理部２２３に出力する。
【００４０】
なお、ＡＣＫ応答処理に時間規定がある場合には、第２ＭＡＣ処理部２２５は、受信データのタイムスタンプなどから当該受信データの受信が完了した時刻（受信信号の最後尾の時間）を検出する。第２ＭＡＣ処理部２２５は、変調部２２６や送信部２１７における処理遅延や、第１インタフェース部２１４と第２キャリアセンス部２２４との間のレイテンシなどを考慮して、応答信号の送信が規定時間内に行われるように、応答信号（ＡＣＫ）の送信時刻を第１ＭＡＣ処理部２１３に通知する。また、ＡＣＫ応答処理に時間規定がない場合であっても、応答信号の送信を第１ＭＡＣ処理部２１３に要求する通知を行う。
【００４１】
変調部２２６は、ＡＣＫフレームをデータ列の直並列変換や、同相・直交信号化などにより変調信号に変換する。変調部２２６は、変調信号を、第２インタフェース部２２１及び第１インタフェース部２１４を介して送信バッファ２１６に出力して記憶させる。
第１ＭＡＣ処理部２１３は、第２ＭＡＣ処理部２２５からの通知に応じて、送信バッファ２１６及び送信部２１７に対して応答信号の送信を要求する（ステップＳ１８０）。
送信バッファ２１６は、第１ＭＡＣ処理部２１３の送信要求に応じて、変調部２２６から入力された変調信号を送信部２１７に出力する。送信部２１７は、第１ＭＡＣ処理部２１３は、の送信要求に応じて、送信バッファ２１６から入力される変調信号を、周波数変換や帯域制限、レベル調整などにより無線信号に変換し、送受信切替スイッチなどを介してアンテナから無線信号を送信する。
【００４２】
図４は、本実施形態の無線通信装置２００における動作例を示すシーケンス図である。同図に示す例では、無線チャネルがアイドル状態からビジー状態になり、ビジー状態において受信した信号に自装置宛てのデータが含まれていない場合の動作例を示している。
なお、同図に示す動作例において、ステップＳ１００からステップＳ１５０までの動作は、図３に示した動作例と同じであるのでその説明を省略し、ステップＳ１５０以降の動作（ステップＳ２６０〜ステップＳ２９０）について説明する。
【００４３】
第２キャリアセンス部２２４は、第２ＭＡＣ処理部２２５の要求を受けて行った判定処理において、規定信号が含まれていないと判定すると、アイドル信号を第２ＭＡＣ処理部２２５に出力する（ステップＳ２６０）。
第２ＭＡＣ処理部２２５は、第２キャリアセンス部２２４からアイドル信号が入力されることを契機に、復調部２２２及び第２キャリアセンス部２２４における信号の処理を停止させる。また、第２ＭＡＣ処理部２２５は、第２インタフェース部２２１及び第１インタフェース部２１４を介して第１ＭＡＣ処理部２１３にアイドル信号を出力して、第２キャリアセンス部２２４におけるキャリアセンス結果を通知する（ステップＳ２７０）。
【００４４】
第１ＭＡＣ処理部２１３は、第２ＭＡＣ処理部２２５からアイドル信号が入力されると、応答信号を送信するためのＳＩＦＳ時間のカウントを中止し、停止していたバックオフ時間の減算を再開する（ステップＳ２８０）。
バックオフ時間の減算を継続して行うことによりバックオフ時間の値がゼロになると、第１ＭＡＣ処理部２１３は、送信バッファ２１６及び送信部２１７に対して送信の処理を要求して、送信バッファ２１６に記憶されている変調信号を送信部２１７に送信させる（ステップＳ２９０）。
【００４５】
なお、第１ＭＡＣ処理部２１３は、第２ＭＡＣ処理部２２５からアイドル信号が入力される前に、第１キャリアセンス部２１２からアイドル信号が入力された場合、アイドル信号が入力された時刻（タイムスタンプ１Ａ）を記憶するとともに、停止させていたバックオフ時間の減算を再開する。ただし、バックオフ時間の減算値がゼロになっても送信はしないで、送信待機の状態を維持するとともに減算値がゼロになった時刻（タイムスタンプ２）を記憶する。時間が経過したある時刻（タイムスタンプ３）において、第１ＭＡＣ処理部２１３は、第２ＭＡＣ処理部２２５からアイドル信号が入力されると、アイドル信号が入力された時刻（タイムスタンプ１Ｂ）を記憶する。タイムスタンプ１Ｂがタイムスタンプ１Ａよりも過去である場合には、第１ＭＡＣ処理部２１３は、直ちに、送信バッファ２１６及び送信部２１７に対して送信の処理を要求して送信バッファ２１６に記憶されている変調信号を送信部２１７に送信させる。一方、タイムスタンプ１Ａがタイムスタンプ１Ｂよりも過去である場合には、第１ＭＡＣ処理部２１３は、タイムスタンプ１Ａとタイムスタンプ１Ｂとの差をタイムスタンプ２に加えた時刻以降で、送信バッファ２１６及び送信部２１７に対して送信の処理を要求して送信バッファ２１６に記憶されている変調信号を送信部２１７に送信させる。
【００４６】
図５は、本実施形態におけるＲＦ部２１０における動作を示すフローチャートである。
無線通信装置２００において、他の装置との無線通信が開始されると、ベースバンド部２２０から第１インタフェース部２１４を通じて送信バッファ２１６に変調信号が入力される（ステップＳ３０１）。
第１ＭＡＣ処理部２１３は、変調信号が送信バッファ２１６に入力されると、バックオフ時間（←Ｔ）とヘッダ解析結果（←Ｆａｌｓｅ）とに初期値を代入する初期化を行う（ステップＳ３０２）。
【００４７】
第１ＭＡＣ処理部２１３は、第１キャリアセンス部２１２における判定結果に基づいて、電力値がしきい値以上であるか否か（すなわち、ビジー状態であるかアイドル状態であるか）判定する（ステップＳ３０３）。電力値がしきい値未満である場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、第１ＭＡＣ処理部２１３は、処理をステップＳ３０７に進める。
一方、電力値がしきい値以上である場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、第１ＭＡＣ処理部２１３は、第２ＭＡＣ処理部２２５を通じて第２キャリアセンス部２２４に判定処理を要求し、第２キャリアセンス部２２４における判定結果に基づいて、ヘッダ解析結果を更新する（ステップＳ３０４）。
【００４８】
第１ＭＡＣ処理部２１３は、ヘッダ解析結果（規定信号が検出されたか否か）に基づいて、無線チャネルがアイドル状態であるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。無線チャネルがアイドル状態でないと判定した場合（ステップＳ３０５：ＮＯ）、第１ＭＡＣ処理部２１３は、予め定められた所定の時間待機し（ステップＳ３０６）、処理をステップＳ３０３に戻して、ステップＳ３０３以降の処理を繰り返す。
一方、無線チャネルがアイドル状態であると判定した場合（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、第１ＭＡＣ処理部２１３は、バックオフ時間を減算し（ステップＳ３０７）、バックオフ時間の値がゼロであるか否かを判定する（ステップＳ３０８）。
【００４９】
バックオフ時間がゼロでない場合（ステップＳ３０８：ＮＯ）、第１ＭＡＣ処理部２１３は、処理をステップＳ３０６に進める。
一方、バックオフ時間がゼロである場合（ステップＳ３０８：ＹＥＳ）、第１ＭＡＣ処理部２１３は、送信バッファ２１６及び送信部２１７を制御して、送信バッファ２１６に記憶されている変調信号を送信させる（ステップＳ３０９）。
第１ＭＡＣ処理部２１３は、送信が完了すると、送信バッファ２１６に記憶されている変調信号が全て送信されたか否かを判定し（ステップＳ３１０）、送信されていない変調信号がある場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）、処理をステップＳ３０２に戻して、ステップＳ３０２以降の処理を繰り返す。一方、全ての変調信号を送信した場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、第１ＭＡＣ処理部２１３は、処理を終了する。
【００５０】
上述のように、第２キャリアセンス部２２４は、第１キャリアセンス部２１２から入力されるビジー信号に応じて第１ＭＡＣ処理部２１３が行う要求に基づいて動作するので、動作時間を短縮することができる。すなわち、第１の実施形態と同様に、受信した信号のうち所望の周波数帯域における帯域信号がしきい値以上のレベル（電力レベル）を有している場合に、受信した信号に規定信号が含まれているか否かの判定を行うようにしている。これにより、無線通信装置２００は、受信した信号に規定信号が含まれているか否かの判定、及び自装置宛てのデータが含まれているか否かの判定を常に行わずとも、無線チャネルの使用状況を把握することができる。これにより、例えば、無線通信装置２００における処理を演算装置（ＣＰＵやマイクロプロセッサなど）にソフトウェアを実行させることにより行う場合において、無線チャネルの状態を把握するためのキャリアセンスに要する信号処理量及び演算量を削減することができ、キャリアセンスを行う際の演算装置の時間占有率を低下させることができる。
【００５１】
なお、本発明における無線通信装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより無線チャネルの状態の把握などを行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００５２】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。更に、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００５３】
なお、上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、上記の実施形態では、規定信号がプリアンブルやプリアンブルパターンなどである構成について説明したが、送信側の装置と受信側の装置との間で既知の信号又は既知のパターンを用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１００，２００，９００…無線通信装置
１０１，２１１，９０１…受信部
１０２，２１２…第１キャリアセンス部
１０３，２２４…第２キャリアセンス部
１０４，２２２，９０２…復調部
１０５，９０３…ＭＡＣ処理部
１０６，２２３，９０５…上位層処理部
１０７，２２６，９０６…変調部
１０８，２１７，９０７…送信部
２１０…ＲＦ部
２１３…第１ＭＡＣ処理部
２１４…第１インタフェース部
２１５…受信バッファ
２１６…送信バッファ
２２０…ベースバンド部
２２１…第２インタフェース部
２２５…第２ＭＡＣ処理部
９０４…キャリアセンス部
【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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