(57)【要約】【課題】広帯域通信を確実に開始できるようにし、これによりチャネ利用効率の向上に寄与する無線通信装置及び無線通信方法を提供する。【解決手段】  第１チャネルと第２チャネルとを用いて無線通信を行う無線通信装置において、前記第１チャネル又は第２チャネルのいずれかを一定期間占有することを宣言する宣言フレームを生成する手段と、前記宣言フレームを他の制御フレームに対して高い優先度で送信可能な値をチャネルアクセスパラメータに設定する手段とを具備する。【選択図】図１
2006157733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１チャネルと第２チャネルとを用いて無線通信を行う無線通信装置において、
前記第１チャネル又は第２チャネルのいずれかを一定期間占有することを宣言する宣言フレームを生成する手段と、
前記宣言フレームを他の制御フレームに対して高い優先度で送信可能な値をチャネルアクセスパラメータに設定する手段とを具備する無線通信装置。
【請求項２】
前記チャネルアクセスパラメータは、ランダム時間に相当するチャネルアクセスのバックオフ期間の最大値であり、該最大値を前記他の制御フレームにおいて対応する最大値よりも短くあるいは規定内最小に設定する請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記第１のフレームが再送に係るか否かによらず前記最大値を一定とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記チャネルアクセスパラメータは、前記宣言フレームの送信前の待ち時間であり、該待ち時間を前記他の制御フレームにおいて対応する待ち時間よりも短くあるいは規定内最小に設定する請求項１乃至３のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項５】
第１チャネルと第２チャネルとを用いて無線通信を行う無線通信装置において、
前記第１チャネル又は第２チャネルのいずれかを一定期間占有することを宣言する宣言フレームを生成する手段と、
通信相手の無線通信装置における前記第１チャネルと第２チャネルとの間のチャネル切り替えに要するチャネル切り替え時間、又は通信相手の無線通信装置における前記第１チャネルを用いた通信の帯域幅と、前記第１チャネル及び第２チャネルの両者を同時に用いる通信の帯域幅との通信帯域幅切り替えに要する通信帯域幅切り替え時間に応じて、前記宣言フレームを送信する送信時刻を決定する手段と、
決定された送信時刻に前記宣言フレームを送信する送信手段とを具備する無線通信装置。
【請求項６】
前記通信相手の無線通信装置における前記第１チャネルと第２チャネルとの間のチャネル切り替えに要するチャネル切り替え時間、又は前記通信相手の無線通信装置における前記第１チャネルを用いた通信の帯域幅と、前記第１チャネル及び第２チャネルの両者を同時に用いる通信の帯域幅との通信帯域幅切り替えに要する通信帯域幅切り替え時間を表す情報を前記通信相手の無線通信装置からの定期的なブロードキャストに基づいて取得する請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記通信相手の無線通信装置における前記第１チャネルと第２チャネルとの間のチャネル切り替えに要するチャネル切り替え時間、又は前記通信相手の無線通信装置における前記第１チャネルを用いた通信の帯域幅と、前記第１チャネル及び第２チャネルの両者を同時に用いる通信の帯域幅との通信帯域幅切り替えに要する通信帯域幅切り替え時間を表す情報を該通信相手の無線通信装置との間の通信前のフレーム交換に基づいて取得する請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項８】
ネットワークにおいて第１チャネルと第２チャネルとを用いて無線通信を行う無線通信装置において、
前記ネットワークに加入しようとする別の無線通信装置の前記第１チャネルと第２チャネルとの間のチャネル切り替えに要するチャネル切り替え時間、又は前記ネットワークに加入しようとする別の無線通信装置における前記第１チャネルを用いた通信の帯域幅と、前記第１チャネル及び第２チャネルの両者を同時に用いる通信の帯域幅との通信帯域幅切り替えに要する通信帯域幅切り替え時間に基づいて、前記別の無線通信装置の該ネットワークへの加入可否を判定する手段とを具備する無線通信装置。
【請求項９】
前記別の無線通信装置のチャネル切り替え時間又は通信帯域幅切り替え時間が一定時間以下ならば別の無線通信装置の前記ネットワークへの加入を許可する請求項８に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記別の無線通信装置のチャネル切り替え時間又は通信帯域幅切り替え時間を表す情報を該別の無線通信装置からの接続要求フレームに基づいて取得する手段を具備する請求項８に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
ネットワークにおいて第１チャネルと第２チャネルとを用いて無線通信を行う無線通信装置において、
前記第１チャネルと第２チャネルとの間のチャネル切り替えに要するチャネル切り替え時間、又は前記第１チャネルを用いた通信の帯域幅と、前記第１チャネル及び第２チャネルの両者を同時に用いる通信の帯域幅との通信帯域幅切り替えに要する通信帯域幅切り替え時間を表す情報を含む接続要求フレームを生成する手段と、
生成された接続要求フレームを前記ネットワーク内の別の無線通信装置に送信する手段とを具備する無線通信装置。
【請求項１２】
前記第１チャネルと第２チャネルとの間のチャネル切り替えに要するチャネル切り替え時間の閾値情報、又は前記第１チャネルを用いた通信の帯域幅と、前記第１チャネル及び第２チャネルの両者を同時に用いる通信の帯域幅との通信帯域幅切り替えに要する通信帯域幅切り替え時間の閾値情報を含む制御フレームを生成する手段と、
前記制御フレームを定期的に同報する手段とを具備する請求項８に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の無線通信装置により通知される前記第１チャネルと第２チャネルとの間のチャネル切り替えに要するチャネル切り替え時間の閾値情報、又は前記第１チャネルを用いた通信の帯域幅と、前記第１チャネル及び第２チャネルの両者を同時に用いる通信の帯域幅との通信帯域幅切り替えに要する通信帯域幅切り替え時間の閾値情報と、
自無線通信装置の前記第１チャネルと第２チャネルとの間のチャネル切り替えに要するチャネル切り替え時間、又は前記第１チャネルを用いた通信の帯域幅と、前記第１チャネル及び第２チャネルの両者を同時に用いる通信の帯域幅との通信帯域幅切り替えに要する通信帯域幅切り替え時間とを比較する手段と、
比較結果に基づいて加入要求を行う手段とを具備する、請求項１２に記載の無線通信装置と通信が可能な無線通信装置。
【請求項１４】
第１チャネルと第２チャネルとを用いて無線通信を行う無線通信方法において、
前記第１チャネル又は第２チャネルのいずれかを一定期間占有することを宣言する宣言フレームを生成するステップと、
前記宣言フレームを他の制御フレームに対して高い優先度で送信可能な値をチャネルアクセスパラメータに設定するステップと、を具備する無線通信方法。
【請求項１５】
第１チャネルと第２チャネルとを用いて無線通信を行う無線通信方法において、
前記第１チャネル又は第２チャネルのいずれかを一定期間占有することを宣言する宣言フレームを生成するステップと、
通信相手の無線通信装置における前記第１チャネルと第２チャネルとの間のチャネル切り替えに要するチャネル切り替え時間、又は通信相手の無線通信装置における前記第１チャネルを用いた通信の帯域幅と、前記第１チャネル及び第２チャネルの両者を同時に用いる通信の帯域幅との通信帯域幅切り替えに要する通信帯域幅切り替え時間に応じて、前記宣言フレームを送信する送信時刻を決定するステップと、
決定された送信時刻に前記宣言フレームを送信する送信ステップとを具備する無線通信方法。
【請求項１６】
ネットワークにおいて第１チャネルと第２チャネルとを用いて無線通信を行う無線通信方法において、
前記ネットワークに加入しようとする別の無線通信装置の前記第１チャネルと第２チャネルとの間のチャネル切り替えに要するチャネル切り替え時間、又は前記ネットワークに加入しようとする別の無線通信装置における前記第１チャネルを用いた通信の帯域幅と、前記第１チャネル及び第２チャネルの両者を同時に用いる通信の帯域幅との通信帯域幅切り替えに要する通信帯域幅切り替え時間に基づいて、前記別の無線通信装置の該ネットワークへの加入可否を判定するステップとを具備する無線通信方法。
【請求項１７】
ネットワークにおいて第１チャネルと第２チャネルとを用いて無線通信を行う無線通信装置において、
前記第１チャネルと第２チャネルとの間のチャネル切り替えに要するチャネル切り替え時間、又は前記第１チャネルを用いた通信の帯域幅と、前記第１チャネル及び第２チャネルの両者を同時に用いる通信の帯域幅との通信帯域幅切り替えに要する通信帯域幅切り替え時間を表す情報を含む接続要求フレームを生成するステップと、
生成された接続要求フレームを前記ネットワーク内の別の無線通信装置に送信するステップとを具備する無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリアセンス状態に基づいてメディアアクセス制御を行う無線通信に関し、複数チャネルを複数ユーザが共有して使用する無線通信装置及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
メディアアクセス制御(ＭＡＣ: Media Access Control)は、同一のメディアを共有して通信を行う複数の通信装置がメディアをどのように利用して通信データを送信するかを決める制御である。メディアアクセス制御を行うことにより、同時に二つ以上の通信装置が同一のメディアを利用して通信データの送信を行っても、受信側の通信装置が通信データを分離できなくなるという事象（いわゆる衝突）が少なくなる。送信要求を持つ通信装置が存在するにもかかわらず、メディアがいずれの通信装置によっても利用されないという事象も、メディアアクセス制御によって少なくなる。
【０００３】
無線通信においては、通信装置がデータを送信しながら送信データをモニタすることは困難であることから、衝突検出を前提としないメディアアクセス制御が必要である。無線ＬＡＮ(Local Area Network)の代表的な技術標準であるIEEE 802.11では、ＣＳＭＡ／ＣＡ(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)を採用している。
【０００４】
IEEE 802.11におけるＣＳＭＡ／ＣＡでは、ＭＡＣフレームのヘッダに、当該ＭＡＣフレームに続く一つ以上のフレーム交換からなる一連のシーケンスが終了するまでの期間（デュレーションと呼ばれる）が設定される。デュレーションにおいて当該シーケンスに関係がなく送信権を持たない通信装置は、メディアの仮想的な占有状態を判断することにより送信を待機する。これによって衝突の発生が回避される。一方、当該シーケンスで送信権を持つ通信装置は、実際にメディアが占有されている期間を除き、メディアは使用されていないものと認識する。
【０００５】
IEEE 802.11では、前者のようなＭＡＣ層の仮想キャリアセンスと、後者のような物理層の物理キャリアセンスとの組み合わせによってメディアの状態を判定し、それに基づいてメディアアクセス制御を行う旨が規定されている。
【０００６】
下記特許文献１には、物理層の異なる複数の無線ＬＡＮ方式が混在した無線通信システムにおいて、複数の無線ＬＡＮ方式に共用可能な無線基地局の実現方法が記載されている。具体的には、無線基地局において第１物理層の第１報知信号と第２物理層の第２報知信号を交互に発生させて無線端末に送信し、第１及び第２報知信号に同期して第１及び第２物理層を切り替える。第１報知信号の送信時から一定の時間内のみ第１物理層に対応する無線端末のアクセスを可能とし、第２報知信号の送信時から一定時間内のみ第２物理層に対応する無線端末のアクセスを可能とする。
【０００７】
CSMA/CAを採用するIEEE 802.11は、これまで主として物理層のプロトコルを変更することによって通信速度の高速化を図ってきた。2.4GHz帯についてはIEEE 802.11(1997年制定、通信速度＝2Mbps)からIEEE 802.11b(1999年制定、通信速度＝11Mbps)へ、さらにIEEE 802.11g(2003年制定、通信速度＝54MHz)へと変遷している。5GHz帯については現在、IEEE 802.11a(1999年制定、通信速度＝54MHz)のみが標準規格として存在する。
【０００８】
通信速度の高速化へのアプローチの一つとして、チャネルの周波数帯域幅を拡張する方法がある。従来、チャネルの周波数帯域の拡張を行った場合に、同一周波数帯域内に混在する異なるチャネルに対するメディアアクセス制御を行うための通信方式は、下記特許文献２において提案されている。
【特許文献１】特開２００３−８７８５６号公報
【特許文献２】特開２００４−０６３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献２に記載のものは、複数の周波数チャネルを1チャネルずつ順番に予約するメディアアクセス制御により、複数チャネルを同時に使用した広帯域通信を実現している。しかしながら、広帯域通信用チャネル予約のための制御フレームについても、他の制御フレームやデータフレームと同様のチャネルアクセス手順に従って送信されることから、競合に勝たなければ広帯域通信用のチャネルを確保することはできない。つまり、広帯域通信を常に確実に開始することができるとは限らない。したがって、広帯域通信を確実に開始するためには、広帯域通信用の複数チャネルを予約するための制御フレームに、高優先のチャネルアクセス権を与えることが必要である。
【００１０】
無線LAN規格のIEEE 802.11eのように、データフレームに、データの種類に応じた優先クラスを与えて、優先クラス毎のパラメータに従ってチャネルアクセスを行う方式は既に提案されている。また、制御フレームに関しても、後続するデータフレームの種類に応じた優先クラスを制御フレームに設定する方式は既に存在する。例えばRTS/CTSフレームの送信時には、後続するデータの種類に応じた優先クラスのパラメータに従ってチャネルアクセスが行われる。
【００１１】
しかしながら、後続するデータフレームの種類とは独立に、制御フレーム自体に単独で優先クラスを設定し、優先してチャネルアクセスを行う方式はこれまでにない。特に、制御フレームにチャネルアクセスの優先権を与えるか否かの判断を、該制御フレームが広帯域通信のためのチャネル予約用制御フレームであるかどうかに基づいて行うことは考えられていない。
【００１２】
また、上記特許文献２では、異なる周波数帯にチャネルアクセスする際に生じる、チャネル切替え、または通信帯域幅の切替えに要する時間については、何も考慮されていない。したがって、チャネルまたは通信帯域幅の切替え時間に長時間を要する場合、上記特許文献２の方式ではチャネルの使用効率が劣化する。
【００１３】
また、チャネルまたは通信帯域幅の切替え時間が互いに異なる端末間で通信を行う場合、通信相手端末のチャネルまたは通信帯域幅の切替え時間を把握していないと、通信相手端末のチャネルまたは通信帯域幅の切替えが完了する前にフレームを送信してしまう場合が生じる。
【００１４】
そこで本発明は、広帯域通信を確実に開始できるようにし、これによりチャネ利用効率の向上に寄与す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】
【００１５】
本発明の第一の観点に係る無線通信装置は、第１チャネルと第２チャネルとを用いて無線通信を行う無線通信装置において、前記第１チャネル又は第２チャネルのいずれかを一定期間占有することを宣言する宣言フレームを生成する手段と、前記宣言フレームを他の制御フレームに対して高い優先度で送信可能な値をチャネルアクセスパラメータに設定する手段とを具備する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、広帯域通信を確実に開始できるようにし、これによりチャネル利用効率の向上に寄与する無線通信装置及び無線通信方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
通信に先立ち周波数チャネルの探索を行う無線通信システムとして、IEEE Std. 802.11-1999 (revision 2003はISO/IEC 8802-11:1999(E) ANSI/IEEE Std 802.11、1999 edition、IEEE Std 802.11a-1999、IEEE Std 802.11b-1999、IEEE Std 802.11b-1999/Cor 1-2001とIEEE Std 802.11d-2001を含む)に基づく無線LANシステムがある。以下、IEEE 802.11無線LANシステムに基づき、基本的なシステム構成を説明する。IEEE 802.11標準規格は物理(Physical: PHY)層と媒体アクセス制御(Medium Access Control: MAC)層に関する規格である。以下の処理は主にMAC層での処理に注目し、説明する。なお、ここで記述するIEEE 802.11標準規格にはIEEE 802.11標準規格のamendmentやrecommended practiceなどとして位置付けられる標準規格も含む。
【００１８】
（第１の実施形態）  
図１に示されるように、第１の実施形態に従う無線通信装置は大きく分けて物理層１０、ＭＡＣ層２０及びリンク層３０からなる。物理層１０は、図１では利用するチャネルの周波数帯域が異なる２種類の物理層プロトコルに対応している。すなわち、物理層１０は第１周波数帯域を持つ第１チャネルを用いて通信を行うための物理層プロトコル処理を行う第１の物理層プロトコル処理部１１と、第１周波数帯域より帯域幅が広くかつ第１周波数帯域と重複する第２周波数帯域を持つ第２チャネルを用いて通信を行うための物理層プロトコル処理を行う第２の物理層プロトコル処理部１２を有する。第１の物理層プロトコル処理部１１及び第２の物理層プロトコル処理部１２は、実装上は両者の間で回路の共用などがしばしば行われ、必ずしも独立してはいない。
【００１９】
第１の物理層プロトコル処理部１１が処理するプロトコルは、例えば少なくともIEEE 802.11aに規定される物理層プロトコルを含む。第１の物理層プロトコル処理部１１が利用する第１周波数帯域の帯域幅は、例えば20MHzとする。第１の物理層プロトコル処理部１１は、送信側と受信側でそれぞれ複数のアンテナ１３Ａ〜１３Ｂを用いる、いわゆるＭＩＭＯ(Multiple Input Multiple Output) 技術を用いてもよい。ＭＩＭＯ技術は、周波数帯域を同じに保ってもアンテナの数にほぼ比例した伝送容量の増加を見込むことができるため、IEEE 802.11の更なる高スループット化を目指すIEEE 802.11 TGn (Task Group n) に採用される可能性の高い技術である。
【００２０】
第２の物理層プロトコル処理部１２は、例えばＳＩＳＯ(Single Input Single Output)及びＭＩＭＯのいずれか、ないしは両方の技術を用いるものとする。第２の物理層プロトコル処理部１２が使用する第２周波数帯域の帯域幅は、例えば40MHzとする。第１周波数帯域は、第２周波数帯域内に存在している。
【００２１】
ＭＡＣ層２０はチャネルアクセス制御部２１を有し、チャネルアクセス制御部２１はキャリアセンス部２２、チャネル状態管理部２３及びチャネル占有・解放部２４を有する。ＭＡＣ層２０はさらにネットワークシステム管理部２５を有し、ネットワークシステム管理部２５はビーコンフレームの生成やアソシエーションの管理などを司り、後述する拡張が適宜なされる。
【００２２】
キャリアセンス部２２は、物理層１０から得た実キャリアセンス情報とＭＡＣ層２０のプロトコルにより得られる仮想キャリアセンス情報を合わせてキャリアセンス状態を管理することによって、チャネルの空塞（アイドル／ビジー）状態を管理する。すなわち、キャリアセンス部２２は単一のチャネルの空塞状態を管理しているのではなく、第１の周波数帯域内の１つ以上の第１チャネルと、第２の周波数帯域内の１つ以上の第２チャネルの空塞状態を管理している。
【００２３】
チャネル占有・解放部２３は、一定期間チャネルを占有したり、あるいは占有していたチャネルを解放するために必要な、ＭＡＣ層２０の仮想キャリヤセンス状態を制御するフレームを生成する。チャネル占有・解放部２３により生成されるフレームは、物理層１０に送られ、第１の物理層プロトコル処理部１１及び第２の物理層プロトコル処理部１２によって送信される。
【００２４】
チャネル状態管理部２４は、所望のチャネルアクセス制御を行うために、キャリアセンス部２２、チャネル占有・解放部２３、及び物理層１０の第１及び第２のプロトコル処理部１１を協調動作させる。
【００２５】
図１に示した無線通信装置の具体例としては、例えば40M/20M MIMO STA (AP)及び40M/20M STA (AP)が挙げられる。40M/20M MIMO STA (AP)とは、20MHzチャネルによるＳＩＳＯ、20MHzチャネルによるＭＩＭＯ、40MHzチャネルによるＳＩＳＯ、及び40MHzチャネルによるＭＩＭＯの送受信が可能な端末（ないしアクセスポイント）である。40M/20M STA (AP)とは、20MHzチャネルによるＳＩＳＯ及び40MHzチャネルによるＭＩＭＯの送受信が可能な端末（ないしアクセスポイント）である。リンク層３０に関しては、IEEE 802で規定される通常のリンク層の機能を備えるものとする。
【００２６】
図２に示されるもう一つの無線通信装置は、物理層１０が図１中に示した第２の物理層プロトコル処理部１２を含まない点で図１に示す無線通信装置と異なる。第１の物理層プロトコル処理部１１の第１の周波数帯域が名目20MHzで、ＭＩＭＯ技術を含んでも含まなくても構わない点と、ＭＡＣ層２０及びリンク層３０については図１の無線通信装置と共通である。
【００２７】
ただし、図２の無線通信装置では第１の物理層プロトコル処理部１１に基づくメディアアクセス制御しか行わないため、図２におけるＭＡＣ層２０の動作の詳細は図１に示す無線通信装置と一部相違する。第１の物理層プロトコル処理部１１がＭＩＭＯ技術を含まない場合、図２の無線通信装置はIEEE 802.11a, IEEE 802.11b及びIEEE 802.1gの少なくとも一つに対応する既存の装置であっても構わない。
【００２８】
図２に示した無線通信装置の具体例としては、例えば20M MIMO STA (AP)及び20M STA (AP)が挙げられる。20M MIMO STA (AP)とは、20M HzチャネルによるＳＩＳＯ及び20MHzチャネルによるＭＩＭＯの送受信が可能な端末（ないしアクセスポイント）である。20M STA (AP)とは、20M HzチャネルによるＳＩＳＯの送受信が可能な端末（ないしアクセスポイント）である。
【００２９】
図３に、図１及び図２の無線通信装置を含むネットワーク１００の例を示す。ネットワーク１００内の基地局１０１は、40M/20M MIMO APに相当するアクセスポイントである。端末１０２〜１０６は、基地局１０１とアソシエーションを確立している。ここで、端末１０２は40M/20M MIMO STA_1、端末１０３は40M/20M MIMO STA_2、端末１０４は40M/20M STA、端末１０５は20M MIMO STA１０５、端末１０６は20M STA_1である。もう一つの端末１０７は20M STA_2であり、ネットワーク１００以外のネットワーク、例えば20M_ch_bを使用するネットワークに属していると仮定する。
【００３０】
図３のネットワーク１００においては、通信チャネルとして図４に模式的に示されるように、X MHz〜(X+20)MHzの周波数帯域を用いる20MHzのチャネル20M_ch_aと、XMHz〜(X+40)MHzの周波数帯域を用いる40MHzのチャネル40M_chを有する。したがって、X MHz〜(X+20) MHzの周波数帯域は、20MHzのチャネルと40MHzのチャネルで重複して利用される。(X+20) MHz〜(X+40) MHzの周波数帯域を用いるもう一つの20MHzのチャネル20M_ch_bは、図３のネットワーク１００では使用されないが、他のネットワークでは使用される場合がある。
【００３１】
ネットワーク１００内では、40MHzチャネル40M_ch及び40M_chと周波数的に重なる２つの20MHzチャネル20M_ch_a, 20M_ch_bのいずれか一方が使用される。言い替えれば、ネットワーク１００に属している40M/20M MIMO STA及び40M/20M STAは、20M_ch_aと20M_ch_bを同時には扱わないものとする。
【００３２】
本実施形態では、特に図３に示すようなネットワークにおける、メディアアクセス制御方式を考える。図５に制御に必要となる主なフレームの交換の概要を時系列で示す。図５の例においては、基地局１０１である40M / 20M MIMO APが20M_ch_aを用いて通信を行う期間（20M_ch_a期間）と40M_chを用いて通信を行う期間（40M_ch期間）との切り替えを制御する。20M_ch_a期間内及び40M_ch期間内においては、基地局１０１が端末１０２〜１０６をポーリングしてメディアアクセス制御を行うモード（ＰＣＦ(Point Coordination Function)またはＨＣＣＡ(HCF Controlled Access)）であっても、各端末１０２〜１０６が対等にメディアアクセス制御を行うモード（ＤＣＦ(Distributed Coordination Function)またはＥＤＣＡ(HCF Contention Access)）であっても構わない。
【００３３】
図５は、ネットワーク１００内で当初は20M_ch_aを用いて通信を行っており、この後に40M_ch期間をはさんで、再び20M_ch_a期間に戻る様子を示している。ネットワーク１００内においては20M_ch_aと40M_chを通信に利用するが、40M_chを使用するために40M_chと重なり合う周波数を用いている20M_ch_bは通信に利用できないようにする。20M_ch_bはネットワーク１００に近接する別のネットワークで用いられているかもしれないし、まったく用いられていないかもしれない。
【００３４】
以下、図４及び図５を参照しながら、第１の実施形態に係る動作手順を説明する。当初、40M / 20M MIMO AP、40M / 20M MIMO STA、40M / 20M STA、20M MIMO STA (20M_ch_a) 、及び20M STA (20M_ch_a)が20M_ch_aで動作しているものとする。また、20M MIMO STA (20M_ch_b) 及び20M STA (20M_ch_b)が20M_ch_bで動作しているものとする。
【００３５】
この状態で、40M / 20M MIMO AP（図４の基地局１０１）のチャネル状態管理部２３が、40M_chに切り替えを行う手順を開始すると決定したとする。この決定に基づいて、40M / 20M MIMO APは、第１の一定期間20M_ch_aを占有することを宣言するフレーム（以下、「Ch_a占有宣言フレーム」という）Ｆ１を生成し、このCh_a占有宣言フレームＦ１の送信待ち状態に入る。40M / 20M MIMO APのキャリアセンス部２２は、20M_ch_aがアイドル状態になり、AIFS(Arbitration Inter Frame Space)期間にわたりアイドル状態が継続すると、20M_ch_aの空き条件を満たしたと判定する。すると、チャネル占有・解放部２３は、キャリアセンス部２２から20M_ch_aの空き条件を満たしたという判定結果を受け取り、バックオフカウンタのカウントダウンを開始する。バックオフカウンタが0になった時点で、40M / 20M MIMO AP は、Ch_a占有宣言フレームＦ１を、第１の物理層プロトコル処理部１１を用いて20M_ch_aにより送信する。
【００３６】
ここで、40M / 20M MIMO APが他の端末に優先してメディアを獲得するために、Ch_a占有宣言フレームＦ１の送信前の待ち時間に相当するAIFS５０及びバックオフ５１のバックオフカウンタの初期値として、最高優先度クラスの値を設定するものとする。例えば、AIFS５０の値は、他のどのフレームよりも短い値に設定し、バックオフ５１のバックオフカウンタの初期値を決定する乱数の最大値を他のどのフレームよりも小さい値に設定する。例えば、Ch_a占有宣言フレームＦ１のバックオフカウンタの初期値は0（規定内最小）であってもよい。バックオフカウンタの初期値が0である場合、図５におけるバックオフ５１の期間はなくなり、AIFS５０終了後、バックオフの動作を行わずにCh_a占有宣言フレームＦ１を送信する。
【００３７】
キャリアセンス部２２の動作は、設定されたAIFS５０の値と、バックオフ５１のバックオフカウンタの初期値とに従う。そうすると、Ch_a占有宣言フレームＦ１送信前の待ち時間は他のフレームよりも短くなる可能性が高くなり、優先してチャネルアクセスを行うことができるようになる。
【００３８】
つまり、４０ＭＨｚ通信用のチャネル予約制御フレームが優先してチャネルアクセス権を得ることになる。これにより、ビーコンインターバル内に必ず４０ＭＨｚ期間を確保することができる。また、４０ＭＨｚ通信時のチャネル予約手順が他フレームとの衝突により途中で中断されることを回避することができる。このことは、４０ＭＨｚ通信への切り替えに伴うチャネルの効率劣化を低減できる。
【００３９】
また、Ch_a占有宣言フレームＦ１が他のフレームと衝突し、再送の必要が生じる場合が考えられる。このような場合、IEEE802系無線LANのプロトコルでは、再度の衝突を回避することを目的に乱数の選択幅を広くするため、バックオフカウンタの乱数の最大値を増加させることが一般的であるが、Ch_a占有宣言フレームＦ１に関しては、衝突が生じた場合であってもバックオフカウンタの乱数の最大値を増加させない。初回のフレーム送信時と再送時とを区別せずに、バックオフカウンタの乱数の最大値は常に、一定に固定のままとする。そうすると、他のフレームと衝突が生じた場合でも、再送時には他のフレームよりも短いバックオフでフレームを送信することができる。したがって、優先してチャネルアクセス権を獲得することができる。
【００４０】
Ch_a占有宣言フレームＦ１は、制御(Control)フレームでもよいし、ビーコンフレームといった管理(Management)フレームであってもよい。Ch_a占有宣言フレームＦ１の代わりにビーコンフレームを利用する場合には、前述のような最高優先度をビーコンフレームに適用するものとする。
【００４１】
図６は本実施形態に係る優先制御方式を説明するための図であって、他フレームとCh_a占有宣言フレームＦ１との送信待ち時間の比較を示す図である。図６では、40M / 20M MIMO APと、STA1、STA2、STA3がいずれも20M_ch_a上でフレームを送信しようとしている。40M / 20M MIMO APはCh_a占有宣言フレームＦ１を送信しようとしているため、高優先度のAIFSとバックオフカウンタの値が設定されている。そのため、40M / 20M MIMO APはSTA2、STA3のような他の端末より早い時刻にフレームの送信を開始することができ、チャネルアクセス権を獲得することができる。
【００４２】
仮に、図６に示すように、STA1のような、40M / 20M MIMO APと同時刻にフレーム６０の送信を開始する端末が存在し、該フレーム６０とCh_a占有宣言フレームＦ１とが衝突した場合、一般的には、STA１のようにフレームの再送時には、バックオフ６１のバックオフカウンタ値を増加させる。しかし、Ch_a占有宣言フレームＦ１の場合は増加させないため、再送時には40M / 20M MIMO APがチャネルアクセス権を獲得し、Ch_a占有宣言フレームＦ１＿ｒの送信に成功する。
【００４３】
Ch_a占有宣言フレームＦ１（又はCh_a占有宣言フレームＦ１＿ｒ）を受信した他のSTAは、20M_ch_aのＭＡＣ層のキャリアセンス状態を指定された期間ビジー状態に設定し、同時にＰＨＹモードを20M_ch_aから40M_chに切り替える。こうしてネットワーク１００の動作モードは、40M_chに切り替えられる。
【００４４】
次に、図５に示すように、基地局１０１（40M / 20M MIMO AP）はＰＨＹモードを20M_ch_bに切り替える。この切り替え後、40M / 20M MIMO APはアイドル状態がAIFS期間だけ継続するのを待って、一定期間20M_ch_bを占有することを宣言するフレーム（以下、「Ch_b占有宣言フレーム」という）Ｆ２を送信する。
【００４５】
Ch_a占有宣言フレームＦ１の場合と同様に、40M / 20M MIMO APが他の端末に優先してメディアを獲得するために、Ch_b占有宣言フレームＦ２の送信前の待ち時間に相当するAIFS５２として、最高優先度クラスの値を設定するものとする。例えば、AIFS５２の値は、他のどのフレームよりも短い値に設定する。そうすると、Ch_b占有宣言フレームＦ２送信前の待ち時間は他のフレームよりも短くなる可能性が高くなり、優先してチャネルアクセスを行うことができるようになる。
【００４６】
ここで、Ch_b占有宣言フレームＦ２は、AIFS５２期間が経過後、Ch_a占有宣言フレームＦ１の場合と同様にバックオフを行ってから送信しても良い。Ch_b占有宣言フレームＦ２送信時にもCh_a占有宣言フレームＦ１の場合と同様にバックオフを行う場合、バックオフカウンタの初期値として、最高優先度クラスの値を設定するものとする。また、初回のフレーム送信時と再送時とを区別せずに、バックオフカウンタの乱数の最大値は常に、一定に固定のままとする点についても、Ch_a占有宣言フレームＦ１の場合と同様である。
【００４７】
Ch_b占有宣言フレームＦ２を受信した他のSTAは、20M_ch_bのＭＡＣ層のキャリアセンス状態を指定された期間ビジー状態に設定する。Ch_b占有宣言フレームＦ２は20M_ch_bで送信されているため、20M_ch_aで動作している20M MIMO STA (20M_ch_a) 及び20M STA (20M_ch_a) がCh_b占有宣言フレームＦ２を受信することはない。
【００４８】
次に、40M / 20M MIMO APはＰＨＹモードを40M_chに切り替える。この切り替え後、40M / 20M MIMO AP はAIFS期間５３が経過するのを待って、それまで占有していた40M_chを解放するフレーム（以下、40M_ch解放フレームという）Ｆ３を送信する。ここで、40M / 20M MIMO APが40M_chのメディアを確保している状態なので、必ずしもアイドル状態のAIFS期間５３の継続を確認する必要はないが、確認してもよい。
【００４９】
40M_ch解放フレームＦ３を受信した他のSTAは、40M_chのＭＡＣ層のキャリアセンス状態を指定された期間アイドル状態に設定する。この時点で、40M_chで動作している40M / 20M MIMO AP、40M / 20M MIMO STA及び40M / 20M STAのいずれもがＭＡＣのキャリアセンス状態がアイドル状態となる。以後、通常のメディアアクセスによりメディアを確保して、40M_chのフレーム交換が行われる。
【００５０】
次に、ネットワーク１００内で40MHzチャネル(40M_ch)を使用して通信を行っているモードから、20MHzチャネル(20M_ch)を使用して通信を行うモードに切り替える手順について説明する。ここで、40M_chを使用して通信を行っている期間を「40M_ch期間」、20M_chを使用して通信を行っている期間を「20M_ch期間」と呼ぶ。
【００５１】
図５に示す40M_ch期間５４は、40M_ch期間の占有期間の終了により自然に終了しても構わない。あるいは40M / 20M MIMO AP が明示的に40M_ch期間終了を通知するフレーム（以下、40M_ch期間終了フレームという）Ｆ４を送信しても構わない。40M_ch期間終了フレームＦ４は、明示的ないし暗黙に40M_chの新たな占有期間を開始し、かつ20M_ch_aへの切り替えを指示する。
【００５２】
40M_ch期間が自然に終了した場合、あるいは40M_ch終了フレームＦ４を受信した場合、40M / 20M MIMO AP は、PＨＹモードを20M_ch_bに切り替え、20M_ch_bの占有状態を解放するフレーム（以下、Ch_b解放フレームという）Ｆ５を送信する。
【００５３】
Ch_a占有宣言フレームＦ１の場合と同様に、40M / 20M MIMO APが他の端末に優先してメディアを獲得するために、Ch_b解放フレームＦ５送信前の待ち時間に相当するAIFS５５として、最高優先度クラスの値を設定するものとする。例えば、AIFS５５の値は、他のどのフレームよりも短い値に設定する。そうすると、Ch_b解放フレームＦ５送信前の待ち時間は他のフレームよりも短くなる可能性が高くなり、優先してチャネルアクセスを行うことができるようになる。
【００５４】
Ch_b解放フレームＦ５を受信したSTAは、20M_ch_bのＭＡＣ層のキャリアセンス状態をアイドル状態に設定する。これにより20M MIMO STA (20M_ch_b)及び20M STA (20M_ch_b) は、20M_ch_bのフレーム交換を開始できる。
【００５５】
次に、40M / 20M MIMO AP は、ＰＨＹモードを20M_ch_aに切り替え、20M_ch_aの占有状態を解放するフレーム（以下、Ch_a解放フレームという）Ｆ６を送信する。
【００５６】
Ch_a占有宣言フレームＦ１の場合と同様に、40M / 20M MIMO APが他の端末に優先してメディアを獲得するために、Ch_a解放フレームＦ６送信前の待ち時間に相当するAIFS５６として、最高優先度クラスの値を設定するものとする。例えば、AIFS５６の値は、他のどのフレームよりも短い値に設定する。そうすると、Ch_a解放フレームＦ６送信前の待ち時間は他のフレームよりも短くなる可能性が高くなり、優先してチャネルアクセスを行うことができるようになる。
【００５７】
Ch_a解放フレームを受信したSTAは、20M_ch_aのＭＡＣ層のキャリアセンス状態をアイドル状態に設定する。これにより、40M / 20M MIMO STA、40M / 20M STA、20M MIMO STA (20M_ch_a) と20M STA (20M_ch_a) は、20M_ch_aのフレーム交換を開始できる。
【００５８】
以上のように、Ch_a占有宣言フレームＦ１、Ch_b占有宣言フレームＦ２、Ch_b解放フレームＦ５、Ch_a解放フレームＦ６といった40Mチャネル予約/開放用の制御フレームにメディア獲得の優先権を与えることで、ネットワーク１００の動作モードは、確実に40M_chから20M_ch、または20M_chから40M_chに切り替えることができる。
【００５９】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態はアクセスポイント（ＡＰ）による集中制御のネットワーク構成を想定したが、本発明の第２の実施形態は、端末（ＳＴＡ）のみを構成要素とする分散制御のネットワーク構成を想定している点で第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と相違する点を中心に第２の実施形態を説明する。
【００６０】
図７に、本発明の第２の実施形態に従うネットワーク構成を示す。図７は、40M STA_1が40M STA_2に40MHzチャネルを用いてフレームを送信しようとしている状況を示している。20M_ch_aと20M_ch_bは、それぞれ異なるＢＳＳ(Basic Service Set)において使用されており、独立にメディアアクセスが行われている。図７の例では、40M STA_1が接続しているBSS_aが20M_ch_aを使用し、BSS_aと隣接またはオーバーラップしているBSS_bが20M_ch_bを使用している。
【００６１】
20M_ch_aでは、ＤＣＦ若しくはＥＤＣＡによるメディアアクセスが行われている。一方、20M_ch_bでは、ＤＣＦ若しくはＥＤＣＡ又はＰＣＦ若しくはＨＣＣＡのいずれのメディアアクセスが行われている。尚、図７は、20M_ch_aと20M_ch_bはいずれもＤＣＦ若しくはＥＤＣＡを行っている場合に相当する。
【００６２】
図８を参照しながら、端末（ＳＴＡ）のみを構成要素とする分散制御のネットワーク構成における物理モードとキャリアセンス状態制御について説明する。
【００６３】
まず、40M STA_1は20M_ch_aのキャリアセンスを行い、20M_ch_aがAIFS期間にわたりアイドル状態になるまで待つ。AIFS期間のアイドル状態が検出されたら、40M STA_1はバックオフカウンタのカウントダウンを開始する。40M STA_1は、バックオフカウンタが０になった時点で20M_ch_aを用いて40M STA_2宛にRTSaフレームを送信し、40M STA_2からのフレーム受信待ちに入る。RTSaフレームは、IEEE 802.11で規定されているＲＴＳフレーム又はその拡張とする。
【００６４】
ここで、40M STA_1が他の端末に優先してメディアを獲得するために、RTSaフレームの送信前の待ち時間に相当するAIFS及びバックオフカウンタの初期値として、最高優先度クラスの値を設定するものとする。例えば、AIFS値は、他のどのフレームよりも短い値に設定し、バックオフカウンタの初期値を決定する乱数の最大値を他のどのフレームよりも小さい値に設定する。
【００６５】
例えば、RTSaフレームのバックオフカウンタの初期値は0（規定内最小）であってもよい。バックオフカウンタの初期値が0である場合、図８におけるバックオフ期間はなくなり、AIFS終了後、バックオフの動作を行わずにRTSaフレームを送信する。そうすると、RTSaフレーム送信前の待ち時間は他のフレームよりも短くなる可能性が高くなり、優先してチャネルアクセスを行うことができるようになる。
【００６６】
また、RTSaフレームが他のフレームと衝突し、再送の必要が生じる場合が考えられる。RTSaフレームが他のフレームと衝突したということは、40M STA_2より後述するCTSaフレームの応答が送信されてこないことにより、検出することができる。このような場合、IEEE802系無線LANのプロトコルでは、再度の衝突を回避することを目的に乱数の選択幅を広くするため、バックオフカウンタの乱数の最大値を増加させることが一般的である。しかしながら、RTSaフレームに関しては、衝突が生じた場合であってもバックオフカウンタの乱数の最大値を増加させない。初回のフレーム送信時と再送時とを区別せずに、バックオフカウンタの乱数の最大値は常に、一定に固定のままとする。そうすると、他のフレームと衝突が生じた場合でも、再送時には他のフレームよりも短いバックオフでフレームを送信することができるため、優先してチャネルアクセス権を獲得することができる。
【００６７】
RTSaフレームを受信した40M STA_2は、RTSaフレームの受信が終了してからSIFS時間後に20M_ch_aを用いてCTSaフレームを40M STA_1に返信し、20M_ch_bのキャリアセンスを開始する。40M STA_2は、同時に単独のチャネルしか扱えないならば、20M_ch_bのキャリアセンスのために物理層の動作モードを20M_ch_bに切り替える。CTSaフレームはIEEE 802.11に規定される通常のCTSであってもよい。
【００６８】
20M_ch_aを用いて送信されたRTSaフレーム又はCTSaフレームを受信した各40M STAと、BSS_aに所属する各20M STAは、データフレームの送信終了予定時刻まで送信を禁止される。40M STA_2からのCTSaフレームを40M STA_1が20M_ch_aより受信した時点で、40M STA_1のための20M_ch_aの予約が完了したものとする。
【００６９】
BSS_bはＤＣＦ若しくはＥＤＣＡを行っているものとする。
【００７０】
CTSaフレームを受信した40M STA_1は、同時に単独のチャネルしか扱えないならば、物理層の動作モードを20M_ch_bに切り替える。40M STA_1は20M_ch_bのキャリアセンスを行い、20M_ch_bがAIFS期間にわたりアイドル状態になるまで待つ。AIFS期間のアイドル状態が検出されたら、20M_ch_bを用いて40M STA_2宛にRTSbフレームを送信し、40M STA_2からのフレーム受信待ちに入る。RTSbフレームは、IEEE 802.11で規定されているＲＴＳフレーム又はその拡張とする。
【００７１】
ここで、40M STA_1が他の端末に優先してメディアを獲得するために、RTSbフレーム送信前の待ち時間に相当するAIFS及びバックオフカウンタの初期値として、最高優先度クラスの値を設定するものとする。例えば、AIFS値は、他のどのフレームよりも短い値に設定し、バックオフカウンタの初期値を決定する乱数の最大値を他のどのフレームよりも小さい値に設定する。また、バックオフカウンタの初期値を決定する乱数の最大値を常に０に設定しても良い。この場合、図８に示すようにRTSｂはバックオフの動作を行わずにAIFS経過後すぐに送信される。そうすると、RTSbフレーム送信前の待ち時間は他のフレームよりも短くなる可能性が高くなり、優先してチャネルアクセスを行うことができるようになる。
【００７２】
また、RTSbフレームが他のフレームと衝突し、再送の必要が生じる場合が考えられる。RTSbフレームが他のフレームと衝突したということは、40M STA_2より後述するCTSbフレームの応答が送信されてこないことにより、検出することができる。このような場合、IEEE802系無線LANのプロトコルでは、再度の衝突を回避することを目的に乱数の選択幅を広くするため、バックオフカウンタの乱数の最大値を増加させることが一般的である。しかしながら、RTSbフレームに関しては、衝突が生じた場合であってもバックオフカウンタの乱数の最大値を増加させない。初回のフレーム送信時と再送時とを区別せずに、バックオフカウンタの乱数の最大値は常に、一定に固定のままとする。そうすると、他のフレームと衝突が生じた場合でも、再送時には他のフレームよりも短いバックオフでフレームを送信することができるため、優先してチャネルアクセス権を獲得することができる。
【００７３】
また、40M STA_1は、通信相手である40M STA_2が要するチャネル切替え時間に応じてRTSbフレームの送信時刻を決定してもよい。40M STA_2は、同時に単独のチャネルしか扱えないならば、CTSa送信後、20M_ch_bのキャリアセンスのために物理層の動作モードを20M_ch_bに切り替える。この物理層の動作モードを20M_ch_aから20M_ch_bに切替えるのに要する時間が、例えば100usecであるとすると、40M STA_1はCTSa受信後100usec以降の時刻に、RTSbフレームの送信時刻を設定する。仮に、100usecよりも早い時刻に40M STA_1がRTSbフレームを送信した場合、40M STA_2は物理層の動作モードの切替えが完了していないため、RTSbフレームを受信することができない。40M STA_1が40M STA_2のチャネル切替え時間に応じてRTSbフレームを送信すれば、40M STA_2におけるRTSbフレームの受信失敗を回避することができる。一方、40M STA_1のチャネル切替え時間の方が、40M STA_2のチャネル切替え時間よりも長い場合には、40M STA_1は自端末のチャネル切替え時間に応じた送信タイミングで、RTSbフレームを送信してよい。
【００７４】
40M STA_1が40M STA_2のチャネル切替え時間情報を入手する方法については、次のような方法が考えられる。例えば、RTSa/CTSaフレームに40M STA_1と40M STA_2がそれぞれ自端末のチャネル切替え時間情報を格納し、このようなRTSa/CTSaフレームによって相手端末にチャネル切替え時間情報を通知しても良い。あるいは、40M STA_1がRTSaフレームを送信する前にチャネル切替え情報交換用の期間を設け、40M STA_1と40M STA_2が互いのチャネル切替え時間情報を交換してもよい。
【００７５】
また、40M STA_1や40M STA_2等の各端末が定期的に自端末のチャネル切替え時間をブロードキャストして周辺端末に通知し、各端末はブロードキャストされてきたチャネル切替え時間を収集して端末毎のテーブル一覧として常時保持しておくという方式も考えられる。
【００７６】
上記チャネル切替え時間は、ch_aとch_b間の切替えに要する時間でも良いし、ch_aまたはch_b単独チャネルのみを用いた通信とch_aとch_bの両方を用いた通信間の切り替え（チャネル帯域幅を変更(拡張/縮小)するため）に要する時間であってもよい。
【００７７】
RTSbフレームを受信した40M STA_2は、RTSbフレームの受信が終了してからSIFS時間後に20M_ch_bを用いてCTSbフレームを40M STA_1に返信する。
【００７８】
この後、40M STA_2は、同時に単独のチャネルしか扱えないならば、予期される40M STA_1からのデータフレームを受信するため、物理層の動作モードを40M_ch に切り替える。
【００７９】
CTSbフレームを受信したBSS_bに所属する各20M STAは、データフレームの送信終了予定時刻まで送信を禁止される。40M STA_1は20M_ch_bからCTSbフレームを受信した時点で、40M STA_1のための20M_ch_bの予約が完了したものとする。
【００８０】
したがって、40M STA_1は20M_ch_a、20M_ch_bの両方を予約することができたと判断し、20M_ch_a及び20M_ch_bの両方を用いて40MHzチャネル用のデータフレームを送信する。ここで、40M STA_1は、同時に単独のチャネルしか扱えないならば、物理層の動作モードを40M_ch に切り替える。
【００８１】
以上説明したように第２の実施形態によれば、RTSaフレーム、RTSbフレームといった40Mチャネル予約用の制御フレームにメディア獲得の優先権を与えることで、図７に示すネットワークの動作モードを確実に20M_chから40M_chに切り替えることができる。
【００８２】
また、40M STA_１がRTSbフレームの送信時刻を、40M STA_2のチャネル切替え時間に応じて決定することにより、40M STA_2の受信準備ができていないにもかかわらずRTSbフレームを送信してしまうことを回避することができる。
【００８３】
（第３の実施形態）  
本発明の第３の実施形態は、上述した第１の実施形態と同様の構成のネットワークについて考える。特に、第３の実施形態は図３に示したネットワーク（ＢＳＳ）１００を形成するための接続制御に関する。
【００８４】
図３に示される基地局１０１（40M/20M MIMO AP）では、ネットワークシステム管理部２５による制御の下で第１の物理層プロトコル処理部１１が20M_ch_aを用いて定期的にビーコンフレーム(beacon frame)をブロードキャストする。一方、端末１０２〜１０６はいずれも20M_ch_aをパッシブスキャン(passive scan)することによりビーコンフレームを受信することができ、それによって基地局１０１の存在、すなわちネットワーク１００の存在を認識する。あるいは、端末１０２〜１０６は20M_ch_aを用いて自らプローブ要求フレーム(probe request frame)を送信し、それに対する基地局１０１からのプローブ応答フレーム(probe response frame)を受信する、アクティブスキャン(active scan)を行うことによって、基地局１０１の存在、すなわちネットワーク１００の存在を認識することもできる。
【００８５】
基地局１０１である40M/20M MIMO APは、基本的には20M_ch_aと40M_chで動作するが、後述する40M_chへの切り替えなどのために、一時的に20M_ch_bで送受信を行う。この際、20M_ch_bに対するプローブ要求は無視し、プローブ応答を行わない。
【００８６】
端末１０２〜１０６は、複数のチャネルをスキャンした結果得たビーコンフレームまたはプローブ応答フレームに含まれる情報や、ビーコンフレームまたはプローブ応答フレームの受信信号強度などに基づいて、接続するべき基地局１０１（ネットワーク１００）を選択する。
【００８７】
特に第３の実施形態では、基地局１０１である40M / 20M MIMO APが送信するビーコンフレームまたはプローブ応答フレームは、それらを送信する基地局１０１が管理するBSSにおいて許容される20M_ch_aと20M_ch_b間のチャネル切替え時間（チャネル切替え時間のスレッショルドＴ＿ＡＰ）、かつ/または20M_chと40M_ch間の通信帯域幅切替え時間（通信帯域幅切替え時間のスレッショルド）を示す情報（以下、これらを総称して「アクセスポイント情報」と呼ぶ）を有している。
【００８８】
そして端末１０２〜１０４は、このようなアクセスポイント情報をも参考にして基地局１０１（ネットワーク１００）を選択する。例えば、40M/20M 端末１０２、１０３、１０４は、基地局が同報しているアクセスポイント情報と、自端末の20M_ch_aと20M_ch_b間のチャネル切替え時間、または20M_chと40M_ch間の通信帯域幅切替え時間とを比較し、自端末の切替え時間が基地局の切替え時間情報よりも長い場合には、その基地局には接続しない。一方、自端末の切替え時間が基地局の切替え時間情報よりも短い場合には、その基地局に接続することを選択する。
【００８９】
端末１０５、１０６(20M STA)は、基地局１０１からのビーコンフレームあるいはビーコン応答フレームに含まれる、20/40Mチャネル切替え時間関連の情報は理解できないものとする。したがって、これらの情報は端末１０５、１０６(20M STA)による基地局の選択には影響を与えない。
【００９０】
図９に、図３のネットワーク１００における接続シーケンスの一例を示す。接続シーケンスは、端末がネットワーク１００を発見したビーコン／プローブ応答を受信したチャネル（ここでは20M_ch_a）によって行われる。ここで、本来は接続(association)の前に認証(authentication)が行われるが、図９と以下の説明では、認証については省略している。
【００９１】
基地局１０１である 40M / 20M MIMO AP は、40MHzチャネルと20MHzチャネルをサポートしていることを示すビーコンフレームであるbeacon (40M / 20M MIMO 4x)７０を定期的に同報する。また、ビーコンフレーム７０には基地局１０１が管理するBSSにおいて許容されるチャネル切替え時間のスレッショルド情報Ｔ＿ＡＰも含まれる。端末１０２〜１０６(40M / 20M MIMO STA、40M / 20M STA、及び20M STA)は、同報されたbeacon (40M / 20M MIMO 4x)７０を受信し、許容されるチャネル切替え時間のスレッショルドと自端末が要するチャネル切替え時間を比較し、自端末のチャネル切替え時間が基地局が同報しているスレッショルド値よりも小さい場合にはネットワーク１００に接続することを選択する。
【００９２】
その選択に従って、端末１０２〜１０４(40M / 20M MIMO STA、40M / 20M STA)は、基地局１０１(40M / 20M MIMO AP)に対し、association request（アソシエーション（接続）要求）を送信する。接続要求であるassociation requestを受信した基地局１０１(40M / 20M MIMO AP)は、端末へとassociation response（アソシエーション（接続）応答）を返信することで、端末のBSSへの接続が完了する。
【００９３】
また、接続要求であるassociation requestは、接続を要求する端末の20/40Mチャネル切替え時間情報を含んでもよい。端末の20/40Mチャネル切替え時間情報を含む接続要求であるassociation requestを受信した基地局１０１(40M / 20M MIMO AP)は、各端末１０２〜１０４および１０９が通知してきた20/40Mチャネル切替え時間情報と基地局１０１が管理するBSSで許容されるチャネル切替え時間の上限値であるスレッショルドとを比較する。association requestを送信してきた端末１０２〜１０４および１０９のうち、チャネル切替え時間がスレッショルドよりも短い端末（図９における端末１０９を除く端末１０２〜１０４）は、基地局１０１が管理するBSSへの加入が許可され、基地局１０１から端末へとassociation responseを送信することで、端末のBSSへの接続が完了する。一方、association requestを送信してきた端末１０２〜１０４および１０９のうち、チャネル切替え時間がスレッショルドよりも長い端末（図９における端末１０９）は、基地局１０１が管理するBSSへの加入を拒否される。端末が基地局１０１へ送信したassociation requestに対して、基地局１０１が何も応答しないことで、端末のBSSへの接続を拒絶する。
【００９４】
各端末がassociation requestに、自端末の20/40Mチャネル切替え時間情報を含めて送信するポリシーを用いる場合には、基地局１０１が同報するビーコンフレームには、基地局１０１が管理するBSSにおいて許容されるチャネル切替え時間のスレッショルド情報を含まなくてもよい。基地局１０１がビーコンフレームで各端末に許容されるチャネル切替え時間の上限値を通知しなくても、association requestに記載された端末の20/40Mチャネル切替え時間情報により、BSSに接続を許可する端末を基地局自身が選択することが可能だからである。
【００９５】
以上のように、チャネル切替え時間、または通信帯域幅の切替え時間に長く要する端末は、基地局がBSSへの加入を制限することで、長いチャネル切替え時間や通信帯域幅の切替え時間によるチャネル使用効率劣化を回避することができる。
【００９６】
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】
【００９７】
【図１】本発明の実施形態に係る第１の無線通信装置のブロック図
【図２】本発明の実施形態に係る第２の無線通信装置のブロック図
【図３】本発明の実施形態に係る無線通信装置を含むネットワークの例を示す図
【図４】本発明の実施形態における、第１周波数帯域内の第１チャネル及び第２周波数帯域内の第２チャネルについて説明する図
【図５】本発明の実施形態に係るメディアアクセス制御方式を説明するための図
【図６】本発明の実施形態に係る優先制御方式を説明するための図
【図７】本発明の第２の実施形態に係るネットワーク構成を示す図
【図８】本発明の第２の実施形態に係るメディアアクセス方式を説明する図
【図９】本発明の第３の実施形態に係る接続シーケンスの一例を示す図
【符号の説明】
【００９８】
１０…物理層；
１１…第１の物理層プロトコル処理部；
１２…第２の物理層プロトコル処理部；
１３Ａ〜１３Ｃ…アンテナ；
２０…ＭＡＣ層；
２１…チャネルアクセス制御部；
２２…キャリアセンス部；
２３…チャネル状態管理部；
２４…チャネル占有・解放制御部；
２５…ネットワークシステム管理部；
３０…リンク層；
１０１…無線基地局（アクセスポイント）；
１０２〜１０７…無線端末
【図１】
2006157733.tif 000003
【図２】
2006157733.tif 000004
【図３】
2006157733.tif 000005
【図４】
2006157733.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006157733.tif 000008
【図７】
2006157733.tif 000009
【図８】
2006157733.tif 000010
【図９】
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