(57)【要約】【課題】OFDMAの対象となる無線端末および各無線端末が使用するリソースブロックを効率的に管理する。【解決手段】本発明の実施形態としての無線端末は、アンテナと、無線通信部と、制御部とを備える。前記制御部は、複数の無線端末が属する第１グループと、複数の無線端末が属する第２グループと、前記第１グループに属する各無線端末の識別情報と、前記第２グループに属する各無線端末の識別情報とからなる第１情報のうち、少なくとも、第１無線端末に関する第２情報を含む第１フレームを、前記無線通信部を介して送信し、前記第１フレームの送信後、OFDMA通信の対象となる前記第１グループを指定する情報と、前記第１グループに属する前記複数の無線端末に割り当てるリソースブロックを特定するための情報とからなる第３情報を含む第２フレームを、前記無線通信部を介して送信するよう制御する。【選択図】図６
2018101820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナに接続され、フレームを送受信する無線通信部と、
前記無線通信部を制御する制御部とを備えた無線端末であって、
前記制御部は、複数の無線端末が属する第１グループと、複数の無線端末が属する第２グループと、前記第１グループに属する各無線端末の識別情報と、前記第２グループに属する各無線端末の識別情報とからなる第１情報のうち、少なくとも、第１無線端末に関する第２情報を含む第１フレームを、前記無線通信部を介して送信し、
前記第１フレームの送信後、OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）通信の対象となる前記第１グループを指定する情報と、前記第１グループに属する前記複数の無線端末に割り当てるリソースブロックを特定するための情報とからなる第３情報を含む第２フレームを、前記無線通信部を介して送信するよう制御する無線端末。
【請求項２】
前記第２フレームが、前記第１グループに属する前記複数の無線端末に送信するデータを含む請求項１に記載の無線端末。
【請求項３】
前記制御部は、前記第２フレームの送信から所定時間経過後、前記第１グループに属する前記複数の無線端末から送信された複数のフレームを、前記無線通信部を介して受信するよう制御する請求項１に記載の無線端末。
【請求項４】
前記第１情報において、複数の無線端末に同じ識別情報が付与される請求項１乃至３の何れか一項に記載の無線端末。
【請求項５】
前記第３情報における前記リソースブロックを特定するための情報が、前記リソースブロックと前記第１グループに属する前記複数の無線端末の識別情報とを関連付ける情報である請求項１乃至４の何れか一項に記載の無線端末。
【請求項６】
前記第３情報における前記リソースブロックを特定するための情報が、前記第１グループに属する前記複数の無線端末において、前記リソースブロックを割り当てる順番を特定するための情報と、前記順番に応じて割り当てるリソースブロック数を特定するための情報とからなる請求項１乃至４の何れか一項に記載の無線端末。
【請求項７】
前記識別情報がUser Positionである請求項１乃至６の何れか一項に記載の無線端末。
【請求項８】
前記第３情報が前記第２フレームのPHYヘッダに格納される請求項１乃至７の何れか一項に記載の無線端末。
【請求項９】
前記無線端末が使用する周波数帯域および前記リソースブロックの幅に応じて、前記第２フレームにおける前記第３情報のビット数が変動する請求項１乃至８の何れか一項に記載の無線端末。
【請求項１０】
前記リソースブロックが、１つ又は複数のサブキャリアからなる請求項１乃至９の何れか一項に記載の無線端末。
【請求項１１】
前記制御部は、IEEE８０２.１１規格に従って通信を制御する請求項１乃至１０の何れか一項に記載の無線端末。
【請求項１２】
少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナに接続され、フレームを送受信する無線通信部と、
前記無線通信部を制御する制御部とを備えた無線端末であって、
前記制御部は、自装置が属する第１グループを特定する情報と、前記第１グループにおける自装置の識別情報とからなる第１情報を含む第１フレームを、無線通信部を介して受信し、
前記第１フレームの受信後、OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）通信の対象となる前記第１グループを指定する情報と、前記第１グループに属する複数の無線端末に割り当てるリソースブロックを特定するための情報とからなる第２情報を含む第２フレームを、前記無線通信部を介して受信し、
前記第１および第２情報を用いて、前記OFDMA通信を制御する無線端末。
【請求項１３】
前記制御部は、前記第１および第２情報を用いて、自装置に割り当てられたリソースブロックを特定する請求項１２に記載の無線端末。
【請求項１４】
前記第２フレームが、前記第１グループに属する前記複数の無線端末に送信するデータを含み、
前記制御部は、前記自装置に割り当てられたリソースブロックで受信したデータに含まれるアドレスを参照して、前記受信したデータが自装置宛に送信されたものであるか否かを判断する請求項１３に記載の無線端末。
【請求項１５】
前記制御部は、前記第２フレームの受信から所定時間経過後、前記自装置に割り当てられたリソースブロックを利用して、第３フレームを、前記無線通信部を介して送信するよう制御する請求項１３に記載の無線端末。
【請求項１６】
前記第２情報における前記リソースブロックを特定するための情報が、前記リソースブロックと前記第１グループに属する前記複数の無線端末の識別情報とを関連付ける情報である請求項１２乃至１５の何れか一項に記載の無線端末。
【請求項１７】
前記第２情報における前記リソースブロックを特定するための情報が、前記第１グループに属する前記複数の無線端末において、前記リソースブロックを割り当てる順番を特定するための情報と、前記順番に応じて割り当てるリソースブロック数を特定するための情報とからなる請求項１２乃至１５の何れか一項に記載の無線端末。
【請求項１８】
前記識別情報がUser Positionである請求項１２乃至１７の何れか一項に記載の無線端末。
【請求項１９】
前記第２情報が前記第２フレームのPHYヘッダに格納される請求項１２乃至１８の何れか一項に記載の無線端末。
【請求項２０】
前記リソースブロックが、１つ又は複数のサブキャリアからなる請求項１２乃至１９の何れか一項に記載の無線端末。
【請求項２１】
前記制御部は、IEEE８０２.１１規格に従って通信を制御する請求項１２乃至２０の何れか一項に記載の無線端末。
【請求項２２】
無線端末による無線通信方法であって、
複数の無線端末が属する第１グループと、複数の無線端末が属する第２グループと、前記第１グループに属する各無線端末の識別情報と、前記第２グループに属する各無線端末の識別情報とからなる第１情報のうち、少なくとも、第１無線端末に関する第２情報を含む第１フレームを送信し、
前記第１フレームの送信後、OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）通信の対象となる前記第１グループを指定する情報と、前記第１グループに属する前記複数の無線端末に割り当てるリソースブロックを特定するための情報とからなる第３情報を含む第２フレームを送信する無線通信方法。
【請求項２３】
無線端末による無線通信方法であって、
自装置が属する第１グループを特定する情報と、前記第１グループにおける自装置の識別情報とからなる第１情報を含む第１フレームを受信し、
前記第１フレームの受信後、OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）通信の対象となる前記第１グループを指定する情報と、前記第１グループに属する複数の無線端末に割り当てるリソースブロックを特定するための情報とからなる第２情報を含む第２フレームを受信し、
前記第１および第２情報を用いて、前記OFDMA通信を制御する無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線端末および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数利用効率を高める多重化技術として、MIMO（Multi-Input Multi-Output）を拡張したダウンリンクマルチユーザMIMO（DL-MU-MIMO）がある。ダウンリンクマルチユーザMIMOでは、基地局（AP: Access Point）はビームフォーミングを用いることで、各無線端末（STA: STAtion）に対して空間的に直交したビームによるデータ送信が可能になるため、複数の無線端末に対して同時に別のデータを送信することができる。ここで、基地局は、ダウンリンクマルチユーザMIMOの送信先となる複数の無線端末を、Group IDを用いて管理している。
【０００３】
その他の多重化技術として、複数のサブキャリアを一単位とするリソースブロックを、複数の無線端末に割り当てて同時に通信するOFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が注目されている。OFDMAでは、基地局は、複数のリソースブロックを用いて、複数の無線端末と同時に通信することができる。
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、OFDMAにおいて、通信対象となる複数の無線端末および各無線端末が用いるリソースブロックを効率的に管理する方法がなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３-２０１４７２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】IEEE Std ８０２.１１acTM-２０１３
【非特許文献２】IEEE Std ８０２.１１TM-２０１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施形態は、OFDMAの通信対象となる無線端末および各無線端末が使用するリソースブロックを効率的に管理することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態としての無線端末は、アンテナと、無線通信部と、制御部とを備える。前記制御部は、複数の無線端末が属する第１グループと、複数の無線端末が属する第２グループと、前記第１グループに属する各無線端末の識別情報と、前記第２グループに属する各無線端末の識別情報とからなる第１情報のうち、少なくとも、第１無線端末に関する第２情報を含む第１フレームを、前記無線通信部を介して送信し、前記第１フレームの送信後、OFDMA通信の対象となる前記第１グループを指定する情報と、前記第１グループに属する前記複数の無線端末に割り当てるリソースブロックを特定するための情報とからなる第３情報を含む第２フレームを、前記無線通信部を介して送信するよう制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る無線通信システムの構成図。
【図２】リソースブロックの説明図。
【図３】基地局が作成したグループ情報の一例を示す図。
【図４】リソースブロックへのUser Positionの割り当てを示す図。
【図５】Group ID Managementフレームの一例を示す図。
【図６】ダウンリンクのOFDMA通信におけるフレームの一例を示す図。
【図７】アップリンクのOFDMA通信におけるフレームシーケンスの一例を示す図。
【図８】変形例１におけるPHYヘッダの一例を示す図。
【図９】変形例２におけるPHYヘッダの一例を示す図。
【図１０】基地局が作成したグループ情報の一例を示す図。
【図１１】基地局に搭載される無線通信装置のブロック構成を示す図。
【図１２】無線端末に搭載される無線通信装置のブロック構成を示す図。
【図１３】基地局のダウンリンクOFDMA通信のフローチャート。
【図１４】無線端末のダウンリンクOFDMA通信のフローチャート。
【図１５】基地局のアップリンクOFDMA通信のフローチャート。
【図１６】無線端末のアップリンクOFDMA通信のフローチャート。
【図１７】基地局に搭載される無線通信装置のハードウェア構成例を示す図。
【図１８】第２の実施形態に係る無線端末の斜視図。
【図１９】第２の実施形態に係るメモリーカードを示す図。
【図２０】第１１の実施形態に係るコンテンション期間のフレーム交換の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。無線LANの規格書として知られているIEEE Std ８０２.１１TM-２０１２およびIEEE Std ８０２.１１acTM-２０１３は、本明細書においてその全てが参照によって組み込まれる（incorporated by reference）ものとする。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る基地局と無線端末とを備えた無線通信システムの構成図である。この無線通信システムは、IEEE８０２.１１規格に従って通信するものとする。ただし、IEEE８０２.１１規格は一例であり、本明細書に記載の実施形態を、他の無線通信規格、無線通信方式に適用してもよい。また、基地局も無線端末の一形態であり、中継機能を有する点が非基地局の無線端末と主に異なる。
【００１２】
図１では、基地局（AP: Access Point）１０１に、無線端末（STA: STAtion）２０１〜２１０が接続して１つの無線通信システムもしくは無線通信グループを形成している。ここで、接続とは、無線リンクを確立した状態を意味している。各無線端末が、基地局とのアソシエーションプロセスを経て、通信に必要なパラメータの交換を完了することで、無線リンクが確立される。この状態では、基地局および無線端末は、互いのケーパビリティ（OFDMA通信への対応可否など）を把握している。図１では、１０台の無線端末が示されるが、１０台以上の無線端末が存在してもよいし、９台以下の無線端末が存在する状態でもよい。また、基地局・無線端末ともに１本のアンテナを備えてもよいし、２本以上のアンテナを備えてMIMO通信に対応してもよい。なお、本実施形態のフレームは、例えばIEEE８０２.１１規格でフレームと呼ばれているもののみならず、パケットと呼ばれているものであってもよい。
【００１３】
図１における基地局１０１および各無線端末には、互いに通信を行うための無線通信装置が搭載されている。各無線端末に搭載される無線通信装置は、基地局１０１に搭載される無線通信装置と通信を行う。基地局１０１に搭載される無線通信装置は、各無線端末に搭載される無線通信装置と通信を行う。無線通信装置の構成については後述する。
【００１４】
本実施形態の基地局１０１は、各無線端末にリソースブロックを１つまたは複数割り当て、これらの無線端末と同時に通信する。このような通信方式を、リソースブロックベースのOFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）と呼ぶ。ここで、リソースブロックとは、１つまたは複数のサブキャリアを一単位として構成される周波数リソースであり、複数のサブキャリアで構成される場合は、各サブキャリアの配置が連続していても連続していなくてもよい。本実施形態ではリソースブロックと呼ぶが、別の表現を用いることもできる。例えば、リソースブロックではなく、サブチャネルや周波数ブロックと呼んでもよい。また、１台の無線端末に、リソースブロックとして、非連続に配置された複数のサブキャリアを割り当てることも可能である。
【００１５】
図２は、リソースブロックの一例を示す図である。この例では、周波数領域に複数のチャネルが配置されており、それぞれのチャネルには複数のサブキャリアが互いに直交する関係で配置されている。図には、RB（Resource Block）１とRB２の２つのリソースブロックが示されている。リソースブロックの幅は、例えば、５MHzに設定することができる。無線端末毎に、割り当てるリソースブロックの幅を変えてもよい。ここで、RB１とRB２の間には２つのサブキャリアがガードサブキャリアとして配置されている。ガードサブキャリアの個数は２に限定されず、１以上の任意の個数にすることができる。また、リソースブロック間にガードサブキャリアを配置しない割り当てにすることも可能である（ガードサブキャリアが０個）。
【００１６】
リソースブロックベースのOFDMAでは、各無線端末に１つまたは複数のリソースブロックが割り当てられ、基地局は、リソースブロックが割り当てられた複数の無線端末と同時に通信することができる。本実施形態では、基地局１０１が、通信対象となる複数の無線端末および各無線端末が用いるリソースブロックを管理するためのグループ情報を作成する。そして、基地局１０１は、作成したグループ情報を各無線端末に通知する。各無線端末は、基地局１０１から通知されたグループ情報を用いて、自装置がOFDMA通信の対象となっているかを判断し、通信対象となっている場合に使用するリソースブロックを特定する。
【００１７】
（グループ情報の作成）
図３は、基地局１０１が作成したグループ情報の一例を示す図である。“GID”はGroup IDを、“UP”は各グループのメンバに割り当てるUser Positionをそれぞれ表している。この例では、GIDは６ビット（０から６３）であり、“GID０”はGroup IDが０であることを表している。UPは２ビット（０から３）であり、“UPO”はUser Positionが０であることを表している。GIDの０と６３は、特別な用途（例えば、非OFDMAでの通信、グループ定義前の状態など）を表す番号として使用される場合を想定し、OFDMAのグループとしては未使用（Reserved）としている。
【００１８】
図３のGID１では、UP０にSTA２０１、UP１にSTA２０２、UP２にSTA２０３、UP３にSTA２０４がそれぞれ割り当てられている。同様に、GID２では、UP０〜UP３に、STA２０５、STA２０６、STA２０１、STA２０２がそれぞれ割り当てられている。また、基地局１０１は、GID４に示すように、同一のUser Positionに複数の無線端末を割り当てることもできる。
【００１９】
基地局１０１は、OFDMA通信を開始する前に、作成したグループ情報を各無線端末に通知しておく（通知方法の詳細は後述する）。そして、OFDMA通信を行う際、通信対象となるグループを指定する情報および各リソースブロックに割り当てるUser Positionに関する情報を各無線端末に送信する。例えば、OFDMA通信を行う際、基地局１０１がGID１を指定した場合、このグループのメンバであるSTA２０１〜２０４がOFDAM通信の対象となる。更に、基地局１０１は、図４（a）のテーブルに示すようなリソースブロックとUser Positionの対応関係を示す情報を通知することで、各無線端末が使用するリソースブロックを指定することができる。この例は、チャネル幅が２０MHzで各リソースブロックの幅が５MHzの場合を想定しており、RB１には、GID１のUP３に対応する無線端末２０４が割り当てられる。
【００２０】
また、図４（b）のテーブルに示すような対応関係を通知した場合は、GID１のUP３に対応する無線端末２０４には、RB１だけでなくRB４も割り当てられることになる。つまり、１台の無線端末に複数のリソースブロックを割り当てることができる。基地局１０１による、通信対象となるグループおよび各リソースブロックに割り当てるUser Positionの指定の詳細は後述する。
【００２１】
基地局１０１は、自装置と通信リンクを確立した無線端末（BSS（Basic Service Set）に含まれる無線端末）について、図３で示すようなグループ情報を作成する。ここで、基地局１０１は、予め取得した各無線端末のケーパビリティに関する情報（OFDMAへの対応可否、準拠規格情報など）、各無線端末の位置情報、各無線端末からの電波の到来角推定結果、基地局１０１と各無線端末間の伝搬路情報などを用いてグループ情報を作成することができる。例えば、伝搬路の相関が高い無線端末同士や、電波の到来角が近い無線端末同士が同一グループに属するようにグループ情報を作成することができる。また、OFDMA通信に対応しない無線端末（例えば、IEEE８０２.１１b/g/n/ac等の規格に従って通信を行うレガシー端末）が自BSSに含まれる場合は、この無線端末を除いてグループ情報を作成することもできる。
【００２２】
本実施形態では、グループ情報としてGroup IDおよびUser Positionを用いたが、グループ情報の構成はこれに限定されない。OFDMA通信の対象となる複数の無線端末および各無線端末が用いるリソースブロックを管理することができる情報を含んでいれば、グループ情報として任意のフォーマットを用いることができる。また、User Positionは、グループ内において各無線端末を識別するための情報（識別情報）であが、この識別情報として、User Positionではなくグループ内における各無線端末の順番を用いてもよい。また、識別子として、数字ではなく記号を付与するようにしてもよい。同一グループ内で複数の無線端末に対して同じ識別子を付与するようにしてもよい。
【００２３】
（グループ情報の通知）
基地局１０１は、作成したグループ情報を所定のフレームを用いて各無線端末に通知する。本実施形態では、基地局１０１は、IEEE８０２.１１acで定義されているGroup ID Managementフレームを用いて、各無線端末にグループ情報を通知する。
【００２４】
図５は、本実施形態におけるGroup ID Managementフレームの一例を示す図である。Group ID Managementフレームは管理フレームであり、FC（Frame Control）フィールド、Duration/IDフィールド、RA（Receiver Address）フィールド、TA（Transmitter Address）フィールド、Frame Bodyフィールド、FCS（Frame Check Sequence）フィールドを含む。Frame Bodyフィールドは、Membership Status ArrayフィールドとUser Position Arrayフィールドを含む。
【００２５】
FCフィールドには、フレームの種別などを表す情報が格納される。
【００２６】
Duration/IDフィールドには、バーチャルキャリアセンスとして設定する時間が格納される。
【００２７】
RAフィールドには、フレームの送信先のMACアドレスが格納される。無線端末２０１宛にGroup ID Managementフレームを送信する場合は、無線端末２０１のMACアドレスが格納される。
【００２８】
TAフィールドには、フレーム送信元のMACアドレスが格納される。本実施形態では、基地局１０１のMACアドレスが格納される。
【００２９】
Frame Bodyフィールドには、基地局１０１が各無線端末に送信するデータ本体が格納される。本実施形態では、基地局１０１が作成したグループ情報のうちRAフィールドで指定した無線端末に関するグループ情報を、Membership Status ArrayフィールドおよびUser Position Arrayフィールドに格納する。
【００３０】
FCSフィールドには、フレームのFCS情報が格納される。FCS情報は、フレームを受信した無線端末側でのフレーム誤り検出に用いられる。
【００３１】
ここで、Frame Bodyフィールドに含まれるMembership Status ArrayフィールドおよびUser Position Arrayフィールドについて説明する。
【００３２】
Membership Status Arrayフィールドは、RAフィールドで指定した無線端末がどのグループにメンバとして属するかを通知するためのフィールドである。この例では、Group ID ０〜６３に関する所属情報を通知している。Membership Status Arrayフィールドにおける“Membership Status In Group ID １”が“０”の場合は、この無線端末がGroup ID １のメンバではないことを表しており、“１”の場合は、Group ID １のメンバであることを表している。例えば、図３のグループ情報の場合、無線端末２０１は、GID１、２、４のメンバであるがGID３のメンバではないことから、無線端末２０１に送信するGroup ID Managementフレームの“Membership Status In Group ID １〜ID ４”のフィールドは、それぞれ“１、１、０、１”になる。
【００３３】
User Position Arrayフィールドは、各グループにおける無線端末のUser Positionを通知するためのフィールドである。この例では、Group ID ０〜６３のグループにおけるUser Positionを通知している。User Position Arrayフィールドにおける“User Position In Group ID １”が“１”の場合は、Group ID １における無線端末のユーザポジションが“１”であることを表している。例えば、図３のグループ情報の場合、無線端末２０１は、GID１ではUP０、GID２ではUP２、GID３ではメンバ対象外、GID４ではUP０であることから、STA２０１に送信するGroup ID Managementフレームの“Membership Status In Group ID １〜ID ４”のフィールドは、それぞれ“０、２、Reserved、０”になる。
【００３４】
なお、前述のように、Group ID ０と６３は、特別な用途として用いられるため、Membership Status In Group ID ０、ID ６３およびMembership Status In Group ID ０、ID ６３は、Reservedになる。
【００３５】
このように、基地局１０１は、各無線端末宛にその無線端末に関連するグループ情報を含むGroup ID Managementフレームを作成し、OFDMA通信を開始する前に送信しておく。図１の場合、基地局１０１のBSSには、無線端末２０１〜２１０の１０台の無線端末が含まれるため、基地局１０１は１０個のGroup ID Managementフレームを作成し、各無線端末に送信する。
【００３６】
なお、本実施形態では、Group ID Managementフレームを用いてグループ情報を通知したが、BeaconフレームやAssociation Responseフレームなどを用いてグループ情報を通知してもよい。また、別途新たなフレームを定義し、このフレームを用いてグループ情報を通知するようにしてもよし、既存フレームのReservedビットを用いても通知してもよい。また、グループ情報に登場しない無線端末（どのグループにも属していない無線端末）には、Group ID Managementフレームを送信しないようにしてもよい。
【００３７】
また、本実施形態では、グループ情報のうちRAフィールドで指定した無線端末に関するグループ情報を通知していたが、その他の無線端末に関するグループ情報も一緒に通知してもよい。その際、基地局１０１は、各無線端末向けに値が設定された複数のMembership Status ArrayフィールドおよびUser Position ArrayフィールドをFrame Bodyフィールドに格納してもよい。また、基地局１０１は、各無線端末向けのGroup ID Managementフレームをアグリゲートしてもよい。
【００３８】
基地局１０１は、グループ情報を、ユニキャストではなく、マルチキャストやブロードキャストで通知するようにしてもよい。
【００３９】
（ダウンリンクのOFDMA通信）
基地局１０１が複数の無線端末にダウンリンクのOFDMA通信でフレームを送信する場合について説明する。ここで、各無線端末は、基地局１０１から自装置向けのGroup ID Managementフレームを受信しており、図３で示すグループ情報のうち、少なくとも自装置に関するグループ情報は把握しているものとする。
【００４０】
図６は、基地局１０１が複数の無線端末向けにOFDMAで送信するフレームの一例を示している。この例では、基地局１０１は、RB１〜４の４つのリソースロックを用いてフレームを送信している。各リソースブロックは、周波数の低いほうから高いほうにかけて、RB１〜４の順で配置されているものとする。PHYヘッダには、OFDMA通信の対象となるグループを指定する情報および各リソースブロックに割り当てるUser Positionに関する情報が格納される。データフィールドには、基地局１０１が送信するデータ本体が格納される。ここで、本書におけるPHYヘッダは、プリアンブルフィールドも含むものとする。以下、PHYヘッダの詳細について説明する。
【００４１】
PHYヘッダのGIDフィールドには、ダウンリンクのOFDMA通信の対象となるグループのIDが格納される。例えば、基地局１０１が、STA２０１、STA２０２、STA２０４向けのデータをバッファに保有している場合、これらの無線端末がメンバとして属するGID１の“１”もしくはGID４の“４”をこのフィールドに設定することで、STA２０１、STA２０２、STA２０４をOFDMA通信の対象にすることができる。なお、この例の場合、GID４にはOFDMA通信の対象ではないメンバ（STA２０３、STA２０５〜STA２１０）がGID１と比較して多く含まれる（GID１の場合はSTA２０３のみ）。複数のグループが候補として存在する場合、基地局１０１は、OFDMA通信の対象ではないメンバが少ないGroup IDを選択するようにしてもよい。これにより、OFDMA通信の対象外となる無線端末が無駄な受信処理を実行してしまうことを回避できる。なお、GIDが０〜６３の場合、GIDフィールドは６ビットで構成することができる。
【００４２】
GIDフィールドに続くフィールドには、各リソースブロックに割り当てるUser Positionに関する情報が格納される。UP of RB１フィールドには、RB１に割り当てるユーザポジション情報が格納される。GID１のメンバであるSTA２０４にRB１を割り当てたい場合、基地局１０１は、GIDフィールドには“１”を、UP of RB１フィールドには“３”をそれぞれ設定すればよい。同様に、STA２０１にRB２およびRB３を、STA２０２にRB４を割り当てたい場合は、UP of RB２およびUP of RB３のフィールドに“０”を、UP of RB４フィールドに“１”を設定すればよい。ここで、GID１のUP２（STA２０３に対応）はどのリソースブロックにも割り当てられていないことから、無線端末２０３にはデータは送信されない。UPが０〜３の場合、UP of RB１〜４はそれぞれ２ビットで構成することができる。
【００４３】
データフィールドにおけるMACフレーム１〜４は、PHYヘッダで指定された無線端末向けのデータであり、上述した例では、MACフレーム１はSTA２０４、MACフレーム２及び３はSTA２０１、MACフレーム４はSTA２０２向けのデータになる。なお、各MACフレームのヘッダにはRAフィールドがあり、それぞれ宛先となる無線端末のMACアドレスが格納されている。
【００４４】
基地局１０１は、１台の無線端末に複数のリソースブロックを割り当てることも可能である。例えば、STA２０１向けにRB１およびRB２を、STA２０２向けにRB３およびRB４を割り当ててデータを送信したい場合、基地局１０１は、GIDフィールドに“１”、UP of RB１〜２のフィールドに“０”、UP of RB３〜４のフィールドに“１”、を設定すればよい。
【００４５】
次に、ダウンリンクのOFDMA通信における無線端末の動作について説明する。各無線端末は、無線端末１０１が送信したフレームのPHYヘッダを受信すると、GIDフィールドを解析して自装置がOFDMA通信の対象になっているか否かを把握する。例えば、無線端末２０１は、基地局１０１から事前に受信したグループ情報を用いて、GIDフィールドに“１、２、４”の何れかが設定されている場合、自装置がメンバとして属するグループであること、つまり、自装置がOFDMA通信の対象になっていることを把握することができる。そして、無線端末２０１は、次に続くUP of RB１〜４のフィールドの解析を行い、自装置に割り当てられたリソースブロックでMACフレームを受信することができる。一方、GIDフィールドに“３”が指定されている場合、無線端末２０１は、自装置がメンバとして属するグループではないこと、つまり、自装置がOFDMA通信の対象外であることを把握することができる。
【００４６】
なお、GID４のように複数の無線端末が同一User Positionに割り当てられている場合は、複数の無線端末が割り当てられたリソースブロックで待ち受け処理を行い、同じMACフレームを受信することになる。例えば、基地局１０１から送信されたフレームのGIDフィールドに“４”、UP of RB１フィールドに“１”が設定されている場合、３台の無線端末（STA２０２、STA２０６、STA２１０）がRB１で同じMACフレームの受信処理を行うことになる。この場合、各無線端末は、受信したMACフレームのRAフィールドを確認することで、このMACフレームが自装置宛であるか否かを判断することができる。例えば、RAフィールドにSTA２１０のMACアドレスが格納されていた場合、無線端末２１０は自装置向けのデータであるとして受信処理を継続する。一方、無線端末２０２および２０６は、自装置向けのデータではないとして、受信したMACフレームを破棄することができる。
【００４７】
なお、上述した説明では、基地局１０１は、OFDMA通信でダウンリンク送信するデータのPHYヘッダにOFDMA通信の対象となるグループを指定する情報および各リソースブロックに割り当てるUser Positionに関する情報を格納したが、これらの情報を別のフレームを用いて事前に通知するようにしてもよい。
【００４８】
（アップリンクのOFDMA通信）
複数の無線端末が基地局１０１に対して、アップリンクのOFDMA通信でフレームを送信する場合について説明する。ここで、各無線端末は、基地局１０１から自装置向けのGroup ID Managementフレームを受信しており、図３で示すグループ情報のうち、少なくとも自装置に関するグループ情報は把握しているものとする。
【００４９】
図７は、アップリンクのOFDMA通信におけるフレームシーケンスを示す図である。ここで、Pollフレームは、基地局１０１が複数の無線端末向けに送信するフレームであり、各無線端末は、Pollフレームの受信をトリガにアップリンクのOFDMA通信を開始する。
【００５０】
フレーム１〜４は、Pollフレームで指定された複数の無線端末が基地局１０１向けにアップリンク送信したフレームを表している。本実施形態では、これらのフレームは、Pollフレームの受信からT１時間経過後に送信されるものとする。T１は、IEEE８０２.１１規格で規定されているフレーム間のタイムインターバルであるSIFS（Short InterFrame Space）でもよいし、それ以外の任意の時間長であってもよい。任意の時間長は、Pollフレームの受信後ではなく、別の時点からカウントするようにしてもよい。
【００５１】
Pollフレームは、前述のダウンリンクの場合と同様に、アップリンクのOFDMA通信の対象となるグループのIDを格納するGIDフィールド、および、各リソースブロックに割り当てるUser Positionに関する情報を格納するUP of RB１〜４のフィールドを有している。
【００５２】
Pollフレームを受信した各無線端末は、前述のダウンリンクの場合と同様に、GIDフィールドおよびUP of RB１〜４のフィールドを解析することで、自装置がOFDMA通信の対象になっているか否かを把握する。OFDMA通信の対象になっている無線端末は、アップリンクのデータ送信に利用するリソースブロックを特定し、Pollフレームの受信からT１時間経過後、特定したリソースブロックを用いてフレームを送信する。
【００５３】
例えば、PollフレームのGIDフィールドに“２”が設定され、UP of RB１〜４のフィールドに“０、１、２、３”がそれぞれ設定されている場合、図３のグループ情報より、無線端末２０５がフレーム１を、無線端末２０６がフレーム２を、無線端末２０１がフレーム３を、無線端末２０２がフレーム４を、基地局１０１にそれぞれアップリンク送信する。
【００５４】
なお、図７では、フレーム１〜４がそれぞれ別のリソースブロックで送信されているが、各フレームのPHYヘッダに複数の無線端末で共通の信号を格納し、各無線端末が、この共通の信号をRB１〜４全体を使って送信するようにしてもよい。また、共通の信号を、RB１〜４をカバーするチャネルで送信するようにしてもよい。例えば、RB１〜４が５MHz幅である場合、これらを束ねた２０MHz幅のチャネルで共通の信号を送信し、その後のデータ部分を各無線端末に割り当てられたリソースブロックで送信するようにしてもよい。
【００５５】
なお、図７では、基地局１０１は、無線端末に割り当てるリソースブロックと同じ周波数帯域でPollフレームを送信していたが、別の周波数帯域（別のチャネル）を用いてPollフレームを送信するようにしてもよい。
【００５６】
本実施形態では、基地局１０１は、Pollフレームを用いてGIDフィールドおよびUP of RB１〜４のフィールドを通知していたが、その他の管理フレームや制御フレームを用いてこれらの情報を通知してもよい。また、別途定義した新たなフレームを用いて通知するようにしてもよし、既存フレームのReservedビットを用いても通知してもよい。
【００５７】
以上、本実施形態によれば、基地局は、複数の無線端末が属するグループと前記グループにおける各無線端末の識別情報を作成し、各無線端末に通知する。そして、OFDMA通信を行う際、OFDMA通信の対象となるグループを指定する情報および各リソースブロックに割り当てる無線端末の識別情報に関する情報を各無線端末に通知する。これにより、OFDMAの通信対象となる無線端末および各無線端末が使用するリソースブロックを効率的に管理することができる。
【００５８】
（変形例１）
これまでの例では、リソースブロックがRB１〜４の４つの場合について説明したが、OFDMA通信に用いるリソースブロック数はこれに限定されない。例えば、１６０MHzのチャネル幅に対して、５MHz幅のリソースブロックを３２個配置してもよい。ここで、User Position数は、リソースブロック数と揃えてもよいし、異なる値としてもよい。
【００５９】
User Position数をリソースブロック数と揃える場合、User Positionは０〜３１の５ビットで表すことができる。図８（a）は、基地局１０１がOFDMA通信の際にPHYヘッダに設定するGIDフィールドおよびUP of RB[n]フィールド（nは１〜３２の整数）を示している。UP of RB[n]のフィールドには０〜３１のUser Positionが設定されるため、各フィールドのビット数は５になる。
【００６０】
User Positionを０〜４の２ビットで表す場合（User Position数とリソースブロック数が異なる場合）は、図８（b）に示すように、PHYヘッダに設定するUP of RB[n]の各フィールドのビット数は２になる。このように、使用するリソースブロック数およびUser Position数に応じて、基地局１０１がOFDMA通信の際に使用するUP of RB[n]のフィールドの総ビット数は変動する。
【００６１】
また、基地局１０１は、グループ情報で使用するGroup IDを０〜６３（６ビット）ではなく、例えば、０〜２５５（８ビット）等に拡張することもできる。この場合、基地局１０１がOFDMA通信の際PHYヘッダに設定するGIDフィールドのビット数も８に拡張される。
【００６２】
また、基地局１０１がサポートする周波数帯域幅およびリソースブロック幅に応じて、PHYヘッダの構成を切り替えるようにしてもよい。例えば、基地局１０１がサポートする周波数帯域幅が８０MHz、リソースブロック幅が５MHzの場合は、“周波数帯域幅／リソースブロック幅”の計算により、計１６個のリソースブロックが設定される。リソースブロック数とUser Position数が同じ値になると規定されている場合は、User Positionも０〜１５の値（４ビット）になり、UP of RB[n]フィールド（nは１〜１６の整数）の総ビット数は、６４（４ビット×１６）になる（図８の（c））。一方、User Position数が４のように、User Position数とリソースブロック数が異なる場合は、UP of RB[n]フィールド（nは１〜１６の整数）の総ビット数は、２（２ビット×１６）になる（図８の（d））。
【００６３】
基地局１０１は、各無線端末に対して、Group ID数、サポートする周波数帯域幅、リソースブロック幅、ガードサブキャリアの情報、リソースブロック数、User Position数、User Position数がリソースブロック数と一致するか否か等に関する情報の全部あるいは一部を、各無線端末に対して通知してもよい。通知には、前述したGroup ID Managementフレームを用いてもよいし、別途定義された新たなフレームを用いてもよい。また、既存フレームのReservedビットを用いてもよい。また、一度通知した情報を更新する際は、再度、これらの情報を通知してもよい。これにより、各無線端末は、OFDMA通信の際、基地局１０１から送信されるPHYヘッダの構成（フィールドの長さ、配置など）を把握することができる。
【００６４】
（変形例２）
これまでの例では、基地局１０１は、GIDフィールドおよびUP of RB[n]フィールド（nはリソースブロック数以下の自然数）を用いてOFDMA通信の対象となる無線端末および各無線端末に割り当てるリソースブロックを通知していたが、別の方法を用いて通知することも可能である。
【００６５】
図９に、本変形例において基地局１０１がダウンリンクで送信するPHYヘッダの一例を示す。このPHYヘッダは、GIDフィールド、Pbit（Permutation bit）フィールドおよび”Number of RBsフィールド”を含む。本変形例におけるPHYヘッダは、上述したダウンリンクおよびアップリンクどちらのOFDMA通信にも適用することができる。アップリンクの場合は、Pollフレームに図９のフィールドが格納される。
【００６６】
GIDフィールドには、OFDMA通信の対象となるグループのIDが格納される。
【００６７】
Pbitフィールドには、後述する“Number of RBsフィールド”でリソースブロックを割り当てる際に始点となるUser Positionが設定される。例えば、図３のグループ情報が各無線端末に通知された状況において、Pbitフィールドに“０”を設定した場合、後述する“Number of RBsフィールド”で、UP０、UP１、UP２、UP３の順番でリソースブロックが割り当てられる。同様に、Pbitフィールドが“１”の場合はUP１、UP２、UP３、UP０の順番で、Pbitフィールドが“２”の場合はUP２、UP３、UP０、UP１の順番で、Pbitフィールドが“３”の場合はUP３、UP０、UP１、UP２の順番で、リソースブロックが割り当てられる。
【００６８】
このように、本変形例では、基地局１０１がPbitフィールドの値を調整することで、リソースブロックを割り当てるUser Positionの順番を変更することができる。なお、PbitフィールドのサイズはUser Position数に応じて決定され、User Position数が４の場合は２ビットになる。
【００６９】
“Number of RBsフィールド”には、各User Positionに割り当てるリソースブロック数が設定される。このとき、割り当ての始点となるUser Positionは、Pbitフィールドで指定したUser Positionになる。Pbitフィールドが“１”の場合、“# of RBs （１）フィールド”には、UP１に対応する無線端末に割り当てるリソースブロック数が設定される。ここで、リソースブロックの割り当ては、周波数の低い方から高い方にかけて行うものとする（RB数が４の場合は、RB１〜RB４の順番）。
【００７０】
例えば、Pbitフィールドに“１”、“# of RBs （１）フィールド”に“２”を設定した場合、UP１に対応する無線端末にRB１とRB２の２つのリソースブロックが割り当てられる。続く“# of RBs （２）フィールド”には、UP２に対応する無線端末に割り当てるリソースブロック数が設定される。UP１の無線端末に２つのリソースブロック（RB１およびRB２）を割り当てている場合は、UP２に対してはRB３以降のリソースブロックを割り当てることになる。なお、“# of RBs （２）フィールド”が“０”の場合は、UP２にリソースブロックは割り当てられない。“# of RBs （n）”の各フィールドのサイズはリソースブロック数に応じて決定され、リソースブロック数が４の場合は２ビットになる。また、“# of RBs （n）”のnはUser Position数に応じて決定され、User Position数が４の場合は１〜４の値をとる。
【００７１】
基地局１０１がPHYヘッダを作成する際の具体例について説明する。ここで、各無線端末は、基地局１０１から自装置向けのGroup ID Managementフレームを受信しており、図３で示すグループ情報のうち、自装置に関するグループ情報は把握しているものとする。基地局１０１は、無線端末２０２および無線端末２０４向けのデータを保有しており、これらの無線端末にダウンリンクのOFDMA通信でデータを送信するものとする。基地局１０１は、通信環境および送信するデータの種類・優先度などの情報から、無線端末２０４にRB１およびRB２を、無線端末２０２にRB３およびRB４を割り当てるものとする。
【００７２】
この場合、基地局１０１は、GIDフィールドに、無線端末２０２および２０４がメンバとして属する“１”（Group ID １）を設定する。これにより、無線端末２０２および無線端末２０４に、自装置がOFDMA通信の対象であることを通知できる。なお、基地局１０１は、無線端末２０２および２０４がメンバとして属するGID４を選択することもできるが、GID４には、GID１と比較して、OFDMA通信の対象ではない無線端末が多く含まれるため、この例ではGID１を選択するものとする。
【００７３】
次に、基地局１０１は、Pbitフィールドに“３”を設定することで、リソースブロックを割り当てる際に始点となるUser Position、つまり、RB１が割り当てられるUser PositionをGID１のUP３（無線端末２０４）に設定する。これにより、RB１〜RB４について、UP３、UP０、UP１、UP２の順番（つまり、無線端末２０４、２０１、２０２、２０３の順番）でリソースブロックの割り当てを行うことができる。
【００７４】
最後に、基地局１０１は、“# of RBs （１）フィールド”に“２”、“# of RBs （２）フィールド”に“０”、“# of RBs （３）フィールド”に“２”、“# of RBs （４）フィールド”に“０”をそれぞれ設定することで、無線端末２０４にRB１およびRB２（２つのリソースブロック）を、無線端末２０２にRB３およびRB４（２つのリソースブロック）を割り当てることができる。
【００７５】
各無線端末は、基地局１０１から送信されたPHYヘッダを解析することにより、自装置がOFDMA通信の対象となっているか、および、対象となっている場合に自装置に割り当てられたリソースブロックを特定することができる。なお、本変形例においては、各無線端末は、基地局１０１からの通知により、予めUser Position数を把握しているものとする。
【００７６】
本変形例で説明した方法は、User Position数がリソースブロック数より多くなる場合も適用可能である。図１０は、User Position数が１０の場合のグループ情報の一例を示している。リソースブロック数は４（RB１〜RB４）とする。この場合、無線端末１０１は、GIDフィールドに“１”、Pbitフィールドに“０”、“# of RBs （１）〜（４）”のフィールドに全て“１”を設定することで、無線端末２０１〜２０４とOFDMA通信することができる。また、基地局１０１は、上記フィールドの値のうちPbitフィールドのみを“４”に変更することで、無線端末２０５〜２０８とOFDMA通信することができる。
【００７７】
以上の説明では、周波数の低い方から高い方にかけて（RB数が４の場合は、RB１〜RB４の順番）割り当てを行ったが、割り当てを行うリソースブロックの順番は各無線端末が把握できればこれ以外の順番であってもよい。例えば、周波数の高い方から低い方の順番でもよいし、予め決められた任意の順番でもよい。また、基地局１０１が順番を決定し、各無線端末に通知するようにしてもよい。
【００７８】
（変形例３）
以上の説明では、複数のリソースブロックを複数の無線端末が同時に利用するリソースブロックベースのOFDMA通信を前提としていたが、本実施形態および変形例を、複数のチャネルを複数の無線端末が同時に利用するチャネルベースのマルチユーザーマルチチャネル（Multi-user Multi-Channel: MU-MC）通信に用いることも可能である。その際、基地局１０１がUser Positionとチャネルの割り当て情報を通知するなど、上述した説明のリソースブロックをチャネルに置き換えて読むことでMU-MC通信への対応が可能になる。
【００７９】
図６〜８の例では、UP of RB[n]フィールド（nはリソースブロック数以下の自然数）を用いて、各無線端末に割り当てるリソースブロックを通知していたが、上記nの順番は基地局１０１および各無線端末が理解できるかぎり、任意の順番に設定することができる。昇順（RB１、RB２、…）で設定してもよいし、降順（RB[n]、RB[n-１]、…）で設定してもよい。また、任意の順番で設定してもよい。基地局１０１が各無線端末に順番を事前に通知するようにしてもよい。
【００８０】
第１の実施形態では、基地局１０１と複数の無線端末との間で通信する形態を示したが、基地局１０１を介さずに、無線端末間でOFDMA通信する場合も本発明は実施可能である。例えば、複数の無線端末のうちの１台が送信側、残りの無線端末のうちの２台以上の無線端末が受信側となり、OFDMA通信を行う場合がこれに相当する。なお、基地局を介さずに、無線端末同士で通信する規格として、Wi-Fi Direct等が知られている。Wi-Fi Direct対応の無線端末は、その機能を有効にすると他の無線端末からは基地局として認識され、１対１または１対多の接続が可能になる。
【００８１】
また、OFDMA通信を行う際のリソースブロック幅は、５MHzに限定されない。例えば、２.５MHzや１０MHzに設定してもよい。また、リソースブロック幅を、ガードサブキャリアを含む幅と定義としてもよいし含まない幅と定義としてもよい。
【００８２】
（変形例４）
基地局１０１は、通信環境に応じて各無線端末に割り当てるリソースブロックを決定することができる。基地局１０１は、OFDMA通信の対象となる複数の無線端末についてソースブロック毎の通信環境を確認し、各無線端末に対して、割り当て済みのリソースブロックを除き最も通信環境が良くなるリソースブロックを割り当てることができる。ここで、通信環境を示す指標としては、各リソースブロックにおけるSNR（Signal to Noise Ratio）、SINR（Signal to Interference plus Noise power Ratio）などがある。例えば、RB１におけるSNRが最も高い無線端末が無線端末２０１である場合、基地局１０１は、無線端末２０１にRB１を割り当てることができる。
【００８３】
また、基地局１０１は、リソースブロック毎の通信環境だけでなく、チャネルの通信環境を用いて、リソースブロックの割り当てを行ってもよい。例えば、２０MHz幅のチャネルに２.５MHz幅で８つのリソースブロックがある場合、基地局１０１は、リソースブロック毎のSNR（SINR）だけでなく、２０MHz幅のチャネルのSNR（SINR）を用いてもよい。この場合、基地局１０１は、OFDMA通信の対象となる複数の無線端末のうち、チャネルのSNR（SINR）が最も低くなる無線端末に、その無線端末にとってSNR（SINR）が最も高くなるリソースブロックを割り当てる。次に、チャネルのSNR（SINR）が２番目に低くなる無線端末に、割り当て済みのリソースブロックを除き、その無線端末にとってSNR（SINR）が最も高くなるリソースブロックを割り当てる。以後、同様な割り当て処理を繰り返す。
【００８４】
また、基地局１０１は、上述した変形例２における割り当て方法を用いる場合は、チャネルのSNR（SINR）が最も低くなる無線端末に、その無線端末にとってSNR（SINR）が最も高くなるリソースブロックが割り当てられるように、Pbitフィールドを調整することができる。
【００８５】
なお、本変形例で説明したリソースブロックの割り当て方法は、ダウンリンクおよびアップリンクどちらのOFDMA通信にも適用することができる。
【００８６】
（機能ブロック: 基地局）
図１１は、基地局１０１に搭載された無線通信装置を示すブロック図である。この無線通信装置は、アンテナ５A〜５Dと、無線通信部５０５と、通信制御装置５０６を備え、複数の無線端末２０１〜２１０との無線通信を制御する。上述した実施形態および変形例における基地局１０１の各動作は、基地局１０１に搭載された無線通信装置によって実行される。
【００８７】
通信制御装置５０６は、バッファ５０４と、制御部５０１を備えている。無線通信部５０５は、送信部５０２と、受信部５０３を備えている。無線通信装置は、この例では５A〜５Dの４本のアンテナを備えているが、１本のアンテナを備える構成でもよい。また、複数のアンテナを備える場合、アンテナ毎に送信部および受信部を備えるようにしてもよい。
【００８８】
無線通信部５０５および通信制御装置５０６のデジタル処理の全部または一部は、CPU等のプロセッサで動作するソフトウェア（プログラム）によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。基地局１０１は、無線通信部５０５および通信制御装置５０６のデジタル処理の全部または一部を行うプロセッサを備えてもよい。
【００８９】
受信部５０３は、アンテナ５A〜５Dを介して受信した信号を、無線周波数（例えば、２.４GHz、５GHzなどの無線周波数）からベースバンド周波数へ変換し、ベースバンド信号に受信処理を行ってフレームを取得する。取得したフレームは制御部５０１へ出力する。受信処理には、例えば、A/D変換、復調処理、物理ヘッダの解析などの物理層の処理が含まれる。
【００９０】
受信部５０３は、アナログフィルタおよびデジタルフィルタを備え、複数のチャネルをカバーするアナログフィルタで全チャネル帯域分の信号を抽出し、デジタルフィルタで処理対象となるチャネルの信号を抽出してもよい。また、処理対象となるチャネル帯域にのみに対応するアナログフィルタで信号を抽出してもよい。アナログフィルタは、制御部５０１の指示でその動作帯域が可変になっていてもよいし、予め固定された帯域のみに対応したアナログフィルタであってもよい。
【００９１】
制御部５０１は、受信部５０３を介したフレームの受信、送信部５０２を介したフレームの送信を制御する。フレームを受信する場合、制御部５０１は、受信部５０３で取得したフレームのMACヘッダの解析等を行う。制御部５０１は、MACヘッダの解析結果から、受信フレームがデータフレームであると判断した場合、バッファ５０４介して、データを上位層へ渡すことができる。また、受信フレームが管理フレームまたは制御フレームであると判断した場合は、フレーム内容に応じた通信制御を行う。フレームを送信する場合、制御部５０１は、フレーム（管理フレーム、制御フレーム、データフレーム）の生成および送信を制御する。例えば、上位層からバッファ５０４にデータが入力された場合、制御部５０１は、このデータをFrame Bodyフィールドに格納したデータフレームを生成し、送信部５０２へ出力する。
【００９２】
送信部５０２は、制御部５０１から取得したフレームに対し、所望の物理層の処理を行って物理パケットを生成する。そして、この物理パケットにD/A変換および周波数変換等の処理を適用して無線周波数の信号を生成し、アンテナ５A〜５Dから電波として送信する。
【００９３】
送信部５０２は、DA変換されたフレームの信号から所望帯域の信号を抽出するアナログフィルタを備えてもよい。アナログフィルタは、制御部５０１の指示でその動作帯域が可変になっていてもよいし、予め固定された帯域のみに対応したアナログフィルタであってもよい。
【００９４】
なお、受信部５０３および送信部５０２におけるデジタル処理を制御部５０１が実行するようにしてもよい。この場合、通信制御装置５０６が、受信部５０３および送信部５０２の一部を含むことになる。また、無線通信装置がメモリ（図示なし）と接続されてもよい。メモリおよびバッファ５０４は、DRAM等の揮発性メモリでも、NAND、MRAM等の不揮発メモリでもよい。また、SSD、ハードディスク等でもよい。
【００９５】
（機能ブロック: 無線端末）
図１２は、無線端末に搭載された無線通信装置を示すブロック図である。この無線通信装置は、アンテナ６A〜６Dと、無線通信部６０５と、通信制御装置６０６を備え、基地局１０１との無線通信を制御する。上述した実施形態および変形例における無線端末の各動作は、無線端末に搭載された無線通信装置によって実行される。
【００９６】
通信制御装置６０６は、バッファ６０４と、制御部６０１を備えている。無線通信部６０５は、送信部６０２と、受信部６０３を備えている。無線通信装置は、この例では６A〜６Dの４本のアンテナを備えているが、１本のアンテナを備える構成でもよい。また、複数のアンテナを備える場合、アンテナ毎に送信部および受信部を備えるようにしてもよい。
【００９７】
無線通信部６０５および通信制御装置６０６のデジタル処理の全部または一部は、CPU等のプロセッサで動作するソフトウェア（プログラム）によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。基地局１０１は、無線通信部６０５および通信制御装置６０６のデジタル処理の全部または一部を行うプロセッサを備えてもよい。
【００９８】
受信部６０３は、アンテナ６A〜６Dを介して受信した信号を無線周波数からベースバンド周波数へ変換し、ベースバンド信号に受信処理を行ってフレームを取得する。取得したフレームは制御部６０１へ出力する。受信処理には、例えば、A/D変換、復調処理、物理ヘッダの解析などの物理層の処理が含まれる。
【００９９】
受信部６０３は、アナログフィルタおよびデジタルフィルタを備え、複数のチャネルをカバーするアナログフィルタで全チャネル帯域分の信号を抽出し、デジタルフィルタで処理対象となるチャネルの信号を抽出してもよい。また、処理対象となるチャネル帯域にのみに対応するアナログフィルタで信号を抽出してもよい。アナログフィルタは、制御部６０１の指示でその動作帯域が可変になっていてもよいし、予め固定された帯域のみに対応したアナログフィルタであってもよい。
【０１００】
制御部６０１は、受信部６０３を介したフレームの受信、送信部６０２を介したフレームの送信を制御する。フレームを受信する場合、制御部６０１は、受信部６０３で取得したフレームのMACヘッダの解析等を行う。制御部６０１は、MACヘッダの解析結果から、受信フレームがデータフレームであると判断した場合、バッファ６０４介して、データを上位層へ渡すことができる。また、受信フレームが管理フレームまたは制御フレームであると判断した場合は、フレーム内容に応じた通信制御を行う。フレームを送信する場合、制御部６０１は、フレーム（管理フレーム、制御フレーム、データフレーム）の生成および送信を制御する。例えば、上位層からバッファ６０４にデータが入力された場合、制御部６０１は、このデータをFrame Bodyフィールドに格納したデータフレームを生成し、送信部６０２へ出力する。
【０１０１】
送信部６０２は、制御部６０１から取得したフレームに対し、所望の物理層の処理を行って物理パケットを生成する。そして、この物理パケットにD/A変換および周波数変換等の処理を適用して無線周波数の信号を生成し、アンテナ６A〜６Dから電波として送信する。
【０１０２】
送信部６０２は、DA変換されたフレームの信号から所望帯域の信号を抽出するアナログフィルタを備えてもよい。アナログフィルタは、制御部６０１の指示でその動作帯域が可変になっていてもよいし、予め固定された帯域のみに対応したアナログフィルタであってもよい。
【０１０３】
なお、受信部６０３および送信部６０２におけるデジタル処理を制御部６０１が実行するようにしてもよい。この場合、通信制御装置６０６が、受信部６０３および送信部６０２の一部を含むことになる。また、無線通信装置がメモリ（図示なし）と接続されてもよい。メモリおよびバッファ６０４は、DRAM等の揮発性メモリでも、NAND、MRAM等の不揮発メモリでもよい。また、SSD、ハードディスク等でもよい。
【０１０４】
（フローチャート: ダウンリンクのOFDMA通信）
図１３は、本実施形態に係る基地局１０１に搭載された無線通信装置がダウンリンクのOFDMA通信をする際の基本的な動作例のフローチャートを示している。
【０１０５】
ステップS１では、制御部５０１は、自装置と通信リンクを確立した無線端末２０１〜２１０についてグループ情報を作成する。制御部５０１は、グループ情報をGroup IDおよびUser Positionを用いて作成することができる。作成したグループ情報はバッファ６０４に格納することができる。また、メモリにグループ情報を格納するようにしてもよい。
【０１０６】
ステップS２では、制御部５０１は、ステップS１で作成したグループ情報を各無線端末に通知する。制御部５０１は、各無線端末に送信するGroup ID Managementフレームを生成し、送信部５０２に出力する。送信部５０２は、Group ID Managementフレームに対して所望の物理層の処理を行って物理パケットを生成する。そして、送信部５０２は、この物理パケットにD/A変換および周波数変換等の処理を適用して無線周波数の信号を生成し、アンテナから電波として送信する。
【０１０７】
ステップS３では、制御部５０１は、ダウンリンクのOFDMA通信の対象になる複数の無線端末および各無線端末に割り当てるリソースブロックを決定する。ここで、制御部５０１は、バッファ６０４やメモリに格納されたデータを確認し、格納されたデータの宛先の無線端末をダウンリンクのOFDMA通信の対象にすることができる。また、制御部５０１は、複数の無線端末にOFDMA通信で送信するMACフレームを生成し、送信部５０２に出力する。
【０１０８】
ステップS４では、送信部５０２は、制御部５０１から取得したMACフレームに対して、所望の物理層の処理を行って物理パケットを生成する。そして、送信部５０２は、この物理パケットにD/A変換および周波数変換等の処理を適用して無線周波数の信号を生成し、アンテナから電波として送信する。
【０１０９】
ここで、送信部５０２は、ステップS３で決定された情報に応じて、送信するフレームのPHYヘッダに所望の値を設定する。具体的には、GIDフィールド、UP of RB[n]フィールド、Pbitフィールド、Number of RBsフィールド等に、所望の値を格納する。なお、制御部５０１がPHYヘッダを生成し、送信部５０２に出力するようにしてもよい。また、送信部５０２は、ステップS３で決定したリソースブロックの割り当てに基づいて、各MACフレームを所望のリソースブロックで送信する。
【０１１０】
基地局１０１の無線通信装置は、ステップS１およびS２をダウンリンクのOFDMA通信のたびに実行する必要はない。ステップS１およびS２を一度実行すれば各無線端末にグループ情報を通知することができるため、基地局１０１の無線通信装置は、その後はステップS１およびS２を省略してダウンリンクのOFDMA通信を実行することができる。制御部１０１は、グループ情報を更新する場合にステップS１を再度実行し、更新したグループ情報を通知する場合にS２を再度実行するようにしてもよい。
【０１１１】
図１４は、本実施形態に係る無線端末に搭載された無線通信装置がダウンリンクのOFDMA通信をする際の基本的な動作例のフローチャートを示している。
【０１１２】
ステップS２１では、無線端末は、基地局１０１からグループ情報を受信する。具体的には、受信部６０３は、アンテナを介して受信した信号を無線周波数からベースバンド周波数へ変換し、ベースバンド信号に受信処理を行ってGroup ID Managementフレームを取得し、制御部６０１へ出力する。制御部６０１は、Group ID ManagementフレームのFrame Bodyに格納されたMembership Status ArrayフィールドおよびUser Position Arrayフィールドから自装置に関するグループ情報を取得する。取得したグループ情報は、バッファ６０４やメモリに保持することができる。なお、基地局１０１がグループ情報を一度送信している場合は、本ステップが省略されることもある。
【０１１３】
ステップS２２では、無線端末は、基地局１０１からダウンリンクのOFDMA通信で送信されたフレームを受信する。受信部６０３は、アンテナを介して受信した信号を無線周波数からベースバンド周波数へ変換し、ベースバンド信号に受信処理を行ってフレームを取得する。
【０１１４】
ステップS２３では、受信部６０３は、受信したフレームのPHYヘッダに格納された情報を解析し、少なくとも、自装置がダウンリンクのOFDMA通信の対象になっているか否かを判断する。具体的には、ステップS２１で取得したグループ情報とPHYヘッダに格納されたGIDフィールドを用いて、OFDMA通信の対象か否かを判断する。受信部６０３は、グループ情報をバッファ６０４やメモリから読み出すことができる。ここで、受信部６０３は、グループ情報をバッファ６０４やメモリから直接読み出してもよいし、制御部６０１を介して読み出してもよい。
【０１１５】
更に、ステップS２３において受信部６０３は、自装置がOFDMA通信の対象となっている場合に使用するリソースブロックを特定する。リソースブロックは、ステップS２１で取得したグループ情報とPHYヘッダに格納された情報（GIDフィールド、UP of RB[n]フィールド、Pbitフィールド、Number of RBsフィールド等）を用いて特定することができる。なお、ステップS２３におけるPHYヘッダの解析を、制御部６０１が実行するようにしてもよい。
【０１１６】
ステップS２４では、受信部６０３は、ステップS２３で自装置がOFDMA通信の対象となっている場合、割り当てられリソースブロックでフレームの受信処理を行い、MACフレームを抽出する。受信部６０３は、抽出したMACフレームを制御部６０１へ出力する。
【０１１７】
ステップS２５では、制御部６０１は、取得したMACフレームのRAアドレスを解析し、当該フレームが自装置宛のフレームであるか否かを判断する。自装置宛でない場合は、制御部６０１は、受信したフレームを破棄することができる。
【０１１８】
（フローチャート: アップリンクのOFDMA通信）
図１５は、本実施形態に係る基地局１０１の無線通信装置がアップリンクのOFDMA通信をする際の基本的な動作例のフローチャートである。ここで、ステップS３１およびS３２は、図１３におけるステップS１およびS２と同様な動作になるため、説明を省略する。
【０１１９】
ステップS３３では、制御部５０１は、アップリンクのOFDMA通信の対象になる複数の無線端末および各無線端末に割り当てるリソースブロックを決定する。
【０１２０】
ステップS３４では、制御部５０１は、アップリンクのOFDMA通信のトリガとなるPollフレームを生成し、送信部５０２に出力する。送信部５０２は、ステップS３３で決定された情報に応じて、Pollフレームに所望の値を設定する。具体的には、GIDフィールド、UP of RB[n]フィールド、Pbitフィールド、Number of RBsフィールド等に所望の値を設定する。なお、制御部５０１がこれらのフィールドを生成し、送信部５０２に出力するようにしてもよい。
【０１２１】
送信部５０２は、Pollフレームに対して所望の物理層の処理を行って物理パケットを生成する。そして、この物理パケットにD/A変換および周波数変換等の処理を適用して無線周波数の信号を生成し、アンテナから電波として送信する。
【０１２２】
ステップS３５では、受信部５０３は、T１時間経過後、複数の無線端末から送信されたフレームをアップリンクのOFDMA通信で受信する。このとき、受信部５０３は、リソースブロック毎に受信処理を行うことで、各無線端末から送信されたMACフレームを受信することができる。
【０１２３】
なお、基地局１０１の無線通信装置は、ステップS３１およびS３２をアップリンクのOFDMA通信のたびに実行する必要はない。ステップS３１およびS３２を一度実行すれば各無線端末にグループ情報を通知することができるため、基地局１０１の無線通信装置は、その後はステップS３１およびS３２を省略してアップリンクのOFDMA通信を実行することができる。また、制御部１０１は、グループ情報を更新する場合にステップS３１を再度実行し、更新したグループ情報を通知する場合にS３２を再度実行するようにしてもよい。
【０１２４】
図１６は、本実施形態に係る無線端末の無線通信装置がアップリンクのOFDMA通信をする際の基本的な動作例のフローチャートである。
【０１２５】
ステップS４１は、図１４におけるステップS２１と同様な動作になるため、説明を省略する。
【０１２６】
ステップS４２では、無線端末は、基地局１０１から送信されたPollフレームを受信する。受信部６０３は、アンテナを介して受信した信号を無線周波数からベースバンド周波数へ変換し、ベースバンド信号に受信処理を行ってPollフレームを受信する。
【０１２７】
ステップS４３では、受信部６０３は、Pollフレームを解析し、自装置がアップリンクのOFDMA通信の対象になっているか否かを判断する。具体的には、ステップS４１で取得したグループ情報とPollフレームのGIDフィールドを用いて、OFDMA通信の対象か否かを判断する。受信部６０３は、グループ情報をバッファ６０４やメモリから取得することができる。ここで、受信部６０３は、バッファ６０４やメモリからグループ情報を直接読み出してもよいし、制御部６０１を介して読み出してもよい。
【０１２８】
また、受信部６０３は、自装置がOFDMA通信の対象となっている場合に使用するリソースブロックを特定する。リソースブロックは、ステップS４１で取得したグループ情報とPollフレームに格納された情報（GIDフィールド、UP of RB[n]フィールド、Pbitフィールド、Number of RBsフィールド等）を用いて特定することができる。なお、ステップS４３におけるPollフレームの解析を、制御部６０１が実行するようにしてもよい。
【０１２９】
ステップS４４では、制御部６０１は、ステップS４３で自装置がOFDMA通信の対象になっている場合、Pollフレームの受信からT１時間経過後、基地局１０１へ向けてフレームを送信するよう制御する。具体的には、制御部６０１は、基地局１０１宛のMACフレームを生成し、送信部６０２に出力する。送信部６０２は、取得したMACフレームに対して所望の物理層の処理を行って物理パケットを生成する。そして、この物理パケットにD/A変換および周波数変換等の処理を適用して無線周波数の信号を生成し、アンテナから電波として送信する。ここで、送信部６０２は、ステップS４３で特定した自装置に割り当てられたリソースブロックを用いて物理パケットを送信する。
【０１３０】
なお、T１時間のカウントは、制御部６０１が行ってもよいし、送信部６０２が行ってもよい。
【０１３１】
（ハードウェア構成）
図１７は、本発明の実施形態に係る基地局１０１に搭載される無線通信装置のハードウェア構成例を示したものである。このハードウェア構成は一例であり、種々の変更が可能である。図１７の無線通信装置の動作は、これまで説明した基地局１０１および図１１の無線通信装置の動作と同様であるため、以下では、ハードウェア構成を中心に説明する。
【０１３２】
なお、無線端末２０１〜２１０に搭載される無線通信装置のハードウェアも図１７と同様な構成になる。また、図１２で示した無線端末に搭載される無線通信装置とハードウェア構成の対応関係も以下に説明する基地局１０１の場合と同様であるため、無線端末２０１〜２１０に搭載される無線通信装置のハードウェア構成の説明は省略する。
【０１３３】
図１７の無線通信装置は、ベースバンド部１１１、RF部１２１と、アンテナ１〜Nとを備える。ベースバンド部１１１は、制御回路１１２と、送信処理回路１１３と、受信処理回路１１４と、DA変換回路１１５、１１６と、AD変換回路１１７、１１８とを含む。RF部１２１とベースバンド部１１１は、まとめて１チップのIC（Integrated Circuit: 集積回路）で構成されてもよいし、別々のICで構成されてもよい。RF部１２１をRF集積回路（RF IC）、ベースバンド部１１１をベースバンド集積回路（ベースバンドIC）と呼んでもよい。また、これらの集積回路を総称で無線通信用集積回路と呼んでもよい。
【０１３４】
ベースバンド部１１１は、一例として、ベースバンドLSIまたはベースバンドICまたはこれらの両方である。ベースバンド部１１１が、図示の点線の枠で示すように、IC１３２とIC１３１とを備えてもよい。このとき、IC１３２が、制御回路１１２と送信処理回路１１３と受信処理回路１１４とを含み、IC１３１が、DA変換回路１１５、１１６とAD変換回路１１７、１１８を含んでもよい。
【０１３５】
制御回路１１２は、一例として、図１１の通信制御装置５０６または制御部５０１に対応する。また、送信処理回路１１３と受信処理回路１１４の一方または両方が、通信制御装置５０６または制御部５０１に対応してもよい。
【０１３６】
これとは別に、無線通信部５０５が、送信処理回路１１３と受信処理回路１１４に対応してもよい。また、無線通信部５０５が、送信処理回路１１３と受信処理回路１１４に加えて、DA変換回路１１５、１１６およびAD変換回路１１７、１１８に対応してもよい。さらに、無線通信部５０５が、送信処理回路１１３、受信処理回路１１４、DA変換回路１１５、１１６およびAD変換回路１１７、１１８に加えて、送信回路１２２および受信回路１２３に対応してもよい。
【０１３７】
本実施形態に係るICは、ベースバンド部１１１の全部または一部の処理、すなわち、制御回路１１２、送信処理回路１１３、受信処理回路１１４、DA変換回路１１５、１１６およびAD変換回路１１７、１１８の全部または一部の処理を行うプロセッサを備えてもよい。
【０１３８】
IC１３２が通信制御装置５０６または制御部５０１に対応してもよい。このとき、無線通信部５０５は、送信回路１２２および受信回路１２３に対応してもよい。さらに、無線通信部５０５は、送信回路１２２および受信回路１２３に加え、DA変換回路１１５、１１６およびAD変換回路１１７、１１８に対応してもよい。
【０１３９】
制御回路１１２は、主として、通信制御装置５０６の機能を実行する。上位層の機能を制御回路１１２に含めても構わない。制御回路１１２はクロック生成部を含んでもよい。送信処理回路１１３は、送信部５０２の物理層の処理を行う部分に対応する。送信処理回路１１３は、PHYヘッダの追加や符号化、変調などの物理層の処理を行い、例えば２種類のデジタルベースバンド信号（以下、デジタルI（In-phase）信号とデジタルQ（Quad-phase）信号）を生成する。
【０１４０】
DA変換回路１１５、１１６は、送信部５０２のDA変換を行う部分に相当する。DA変換回路１１５、１１６は、送信処理回路１１３から入力される信号をDA変換する。より詳細には、DA変換回路１１５はデジタルI信号をアナログのI信号に変換し、DA変換回路１１６はデジタルQ信号をアナログのQ信号に変換する。なお、直交変調せずに一系統の信号のままで送信する場合もありうる。この場合、DA変換回路は１つだけでもよい。また、一系統または複数系統の送信信号をアンテナの数だけ振り分けて送信する場合には、アンテナの数に応じた数のDA変換回路を設けてもよい。
【０１４１】
本実施形態の通信制御装置５０６は、１チップのIC、複数チップのICのいずれの形態でもよい。本実施形態に係るICは、ベースバンド部１１１の全部または一部の処理、すなわち、制御回路１１２、送信処理回路１１３、受信処理回路１１４、DA１１５、１１６およびAD１１７、１１８の全部または一部の処理を行うプロセッサを備えてもよい。
【０１４２】
RF部１２１は、一例としてRFアナログICあるいは高周波ICあるいはこれらの両方である。RF部１２１における送信回路１２２は、図１１に示した送信部５０２のうちDA変換より後の段階の送信時のアナログ処理を行う部分に相当する。送信回路１２２は、DA変換回路１１５、１１６によりDA変換されたフレームの信号から所望帯域の信号を抽出する送信フィルタ、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、フィルタリング後の信号を無線周波数にアップコンバートするミキサ、アップコンバート後の信号を増幅するプリアンプ（PA）等を含む。
【０１４３】
RF部１２１における受信回路１２３は、図１１に示した受信部５０３のうちAD変換より前の段階までの受信時のアナログ処理を行う部分に相当する。受信回路１２３は、アンテナで受信された信号を増幅するLNA（低雑音増幅器）、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、増幅後の信号をベースバンドの信号にダウンコンバートするミキサ、ダウンコーバート後の信号から所望帯域の信号を抽出する受信フィルタ等を含む。より詳細には、受信回路１２３は、不図示のLNAで低雑音増幅された受信信号を互いに９０°位相のずれた搬送波により直交復調して、受信信号と同位相のI信号と、これより９０°位相が遅れたQ信号とを生成する。これらI信号とQ信号は、ゲインが調整された後に、受信回路１２３から出力される。
【０１４４】
ベースバンド部１１１におけるAD変換回路１１７、１１８は、図１１に示した受信部５０３のAD変換を行う部分に相当する。AD変換回路１１７、１１８は、受信回路１２３からの入力信号をAD変換する。より詳細には、AD変換回路１１７はI信号をデジタルI信号に変換し、AD変換回路１１８はQ信号をデジタルQ信号に変換する。なお、直交復調せずに一系統の信号だけを受信する場合もありうる。この場合、AD変換回路は１つだけでよい。また、複数のアンテナが設けられる場合には、アンテナの数に応じた数のAD変換回路を設けてもよい。
【０１４５】
受信処理回路１１４は、図１１に示した受信部５０３の物理層の受信処理を行う部分に対応する。すなわち、受信処理回路１１４は、復調、復号化、PHYヘッダの解析などの処理を行う。
【０１４６】
制御回路１１２は、送信回路１２２の送信フィルタおよび受信回路１２３の受信フィルタの動作を、使用するチャネルの設定に応じて、当該チャネルがカバーする信号を抽出するように制御してもよい。また、送信回路１２２および受信回路１２３を制御する別の制御部が存在し、制御回路１１２がその制御部に指示を出すことで、同様の制御を行ってもよい。
【０１４７】
なお、アンテナ１〜Nを、送信回路１２２および受信回路１２３のいずれか一方に切り換えるスイッチがRF部に配置されてもよい。スイッチを制御することで、送信時にはアンテナ１〜Nを送信回路１２２に接続し、受信時には、アンテナ１〜Nを受信回路１２３に接続してもよい。
【０１４８】
図１７では、DA変換回路１１５、１１６およびAD変換回路１１７、１１８がベースバンド部１１１側に配置されていたが、RF部１２１側に配置されるように構成してもよい。
【０１４９】
（第２の実施形態）
図１８（A）および図１８（B）は、それぞれ第２の実施形態に係る無線端末の斜視図である。図１８（A）の無線端末はノートPC３０１であり、図１８（B）の無線端末は移動体端末３２１である。それぞれ、無線端末（基地局を含む）の一形態に対応する。ノートPC３０１および移動体端末３２１は、それぞれ無線通信装置３０５、３１５を搭載している。無線通信装置３０５、３１５として、これまで説明してきた無線端末（基地局を含む）に搭載されていた無線通信装置を用いることができる。無線通信装置を搭載する無線端末は、ノートPCや移動体端末に限定されない。例えば、TV、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン、ゲーム装置、ネットワークストレージ装置、モニタ、デジタルオーディオプレーヤ、Webカメラ、ビデオカメラ、プロジェクタ、ナビゲーションシステム、外部アダプタ、内部アダプタ、セットトップボックス、ゲートウェイ、プリンタサーバ、モバイルアクセスポイント、ルータ、エンタープライズ／サービスプロバイダアクセスポイント、ポータブル装置、ハンドヘルド装置、車などの移動体、等にも搭載可能である。
【０１５０】
また、無線端末（基地局を含む）に搭載されていた無線通信装置は、メモリーカードにも搭載可能である。当該無線通信装置をメモリーカードに搭載した例を図１９に示す。メモリーカード３３１は、無線通信装置３５５と、メモリーカード本体３３２とを含む。メモリーカード３３１は、外部の装置との無線通信のために無線通信装置３３５を利用する。なお、図１９では、メモリーカード３３１内の他の要素（例えばメモリ等）の記載は省略している。
【０１５１】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、第１〜第２のいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、バス、プロセッサ部、及び外部インタフェース部を備える。プロセッサ部及び外部インタフェース部は、バスを介してメモリ（バッファ）と接続される。プロセッサ部ではファームウェアが動作する。このように、ファームウェアを無線通信装置に含める構成とすることにより、ファームウェアの書き換えによって無線通信装置の機能の変更を容易に行うことが可能となる。ファームウェアが動作するプロセッサ部は、本実施形態に係る通信制御装置または制御部またはこれらの複数の処理を行うプロセッサであってもよいし、当該処理の機能拡張または変更に係る処理を行う別のプロセッサであってもよい。ファームウェアが動作するプロセッサ部を、本実施形態に係る基地局あるいは無線端末あるいはこれらの両方が備えてもよい。または当該プロセッサ部を、基地局に搭載される無線通信装置内の集積回路、または無線端末に搭載される無線通信装置内の集積回路が備えてもよい。
【０１５２】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第１〜第３のいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、クロック生成部を備える。クロック生成部は、クロックを生成して出力端子より無線通信装置の外部にクロックを出力する。このように、無線通信装置内部で生成されたクロックを外部に出力し、外部に出力されたクロックによってホスト側を動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側とを同期させて動作させることが可能となる。
【０１５３】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、第１〜第４のいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、電源部、電源制御部、及び無線電力給電部を含む。電源制御部は、電源部と無線電力給電部とに接続され、無線通信装置に供給する電源を選択する制御を行う。このように、電源を無線通信装置に備える構成とすることにより、電源を制御した低消費電力化動作が可能となる。
【０１５４】
（第６の実施形態）
第６の実施形態では、第１〜第５のいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、SIMカードを含む。SIMカードは、例えば、無線通信装置における通信制御装置または制御部と接続される。このように、SIMカードを無線通信装置に備える構成とすることにより、容易に認証処理を行うことが可能となる。
【０１５５】
（第７の実施形態）
第７の実施形態では、第１〜第５のいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、動画像圧縮／伸長部を含む。動画像圧縮／伸長部は、バスと接続される。このように、動画像圧縮／伸長部を無線通信装置に備える構成とすることにより、圧縮した動画像の伝送と受信した圧縮動画像の伸長とを容易に行うことが可能となる。
【０１５６】
（第８の実施形態）
第８の実施形態では、第１〜第７のいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、LED部を含む。LED部は、例えば、通信制御装置、制御部、送信処理回路、受信処理回路、制御回路の少なくとも１つと接続される。このように、LED部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態を、ユーザに容易に通知することが可能となる。
【０１５７】
（第９の実施形態）
第９の実施形態では、第１〜第８のいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、バイブレータ部を含む。バイブレータ部は、例えば、通信制御装置、制御部、送信処理回路、受信処理回路、制御回路の少なくとも１つと接続される。このように、バイブレータ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態を、ユーザに容易に通知することが可能となる。
【０１５８】
（第１０の実施形態）
第１０の実施形態では、第１〜第９のいずれかの実施形態に係る無線通信装置（基地局１０１の無線通信装置または無線端末の無線通信装置）の構成に加えて、ディスプレイを含む。ディスプレイは、図示しないバスを介して、無線通信装置の通信制御装置または制御部に接続されてもよい。このようにディスプレイを備える構成とし、無線通信装置の動作状態をディスプレイに表示することで、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。
【０１５９】
（第１１の実施形態）
本実施形態では、[１]無線通信システムにおけるフレーム種別、[２]無線通信装置間の接続切断の手法、[３]無線LANシステムのアクセス方式、[４]無線LANのフレーム間隔について説明する。
【０１６０】
[１]通信システムにおけるフレーム種別
一般的に無線通信システムにおける無線アクセスプロトコル上で扱うフレームは、大別してデータ（data）フレーム、管理（management）フレーム、制御（control）フレームの３種類に分けられる。これらの種別は、通常、フレーム間で共通に設けられるヘッダ部で示される。フレーム種別の表示方法としては、１つのフィールドで３種類を区別できるようにしてあってもよいし、２つのフィールドの組み合わせで区別できるようにしてあってもよい。IEEE８０２.１１規格では、フレーム種別の識別は、MACフレームのフレームヘッダ部にあるFrame Controlフィールドの中のType、Subtypeという２つのフィールドで行う。データフレームか、管理フレームか、制御フレームかの大別はTypeフィールドで行われ、大別されたフレームの中での細かい種別、例えば管理フレームの中のBeaconフレームといった識別はSubtypeフィールドで行われる。
【０１６１】
管理フレームは、他の無線通信装置との間の物理的な通信リンクの管理に用いるフレームである。例えば、他の無線通信装置との間の通信設定を行うために用いられるフレームや通信リンクをリリースする（つまり接続を切断する）ためのフレーム、無線通信装置でのパワーセーブ動作に係るフレームがある。
【０１６２】
データフレームは、他の無線通信装置と物理的な通信リンクが確立した上で、無線通信装置の内部で生成されたデータを他の無線通信装置に送信するフレームである。データは本実施形態の上位層で生成され、例えばユーザの操作によって生成される。
【０１６３】
制御フレームは、データフレームを他の無線通信装置との間で送受（交換）する際の制御に用いられるフレームである。無線通信装置がデータフレームや管理フレームを受信した場合にその送達確認のために送信される応答フレームは、制御フレームに属する。応答フレームは、例えばACKフレームやBlockAckフレームである。またRTSフレームやCTSフレームも制御フレームである。
【０１６４】
これら３種類のフレームは、物理層で必要に応じた処理を経て物理パケットとしてアンテナを経由して送出される。なお、IEEE８０２.１１規格（前述のIEEE Std ８０２.１１ac-２０１３などの拡張規格を含む）では接続確立の手順の１つとしてアソシエーション（association）プロセスがあるが、その中で使われるAssociation RequestフレームとAssociation Responseフレームが管理フレームであり、Association RequestフレームやAssociation Responseフレームはユニキャストの管理フレームであることから、受信側の無線端末に応答フレームであるACKフレームの送信を要求する。このACKフレームは上述のように制御フレームである。
【０１６５】
[２]無線通信装置間の接続切断の手法
接続の切断（リリース）には、明示的な手法と暗示的な手法とがある。明示的な手法としては、接続を確立している無線通信装置間のいずれか一方が切断のためのフレームを送信する方法がある。IEEE８０２.１１規格ではDeauthenticationフレームがこれに当たり、管理フレームに分類される。通常、接続を切断するフレームを送信する側の無線通信装置では当該フレームを送信した時点で、接続を切断するフレームを受信する側の無線通信装置では当該フレームを受信した時点で、接続の切断と判定する。その後、非基地局の無線端末であれば通信フェーズでの初期状態、例えば接続するBSSを探索する状態に戻る。無線通信基地局がある無線端末との間の接続を切断した場合には、例えば無線通信基地局が自BSSに加入する無線端末を管理する接続管理テーブルを持っているならば当該接続管理テーブルから当該無線端末に係る情報を削除する。例えば、無線通信基地局が自BSSに加入する各無線端末に接続をアソシエーションプロセスで許可した段階で、AID（Association ID）を割り当てる場合には、当該接続を切断した無線端末のAIDに関連づけられた保持情報を削除し、当該AIDに関してはリリースして他の新規加入する無線端末に割り当てられるようにしてもよい。
【０１６６】
一方、暗示的な手法としては、接続を確立した接続相手の無線通信装置から一定期間フレーム送信（データフレーム及び管理フレームの送信、あるいは自装置が送信したフレームへの応答フレームの送信）を検知しなかった場合に、接続状態の切断の判定を行う。このような手法があるのは、上述のように接続の切断を判定するような状況では、接続先の無線通信装置と通信距離が離れて無線信号が受信不可あるいは復号不可になるなど物理的な無線リンクが確保できない状態が考えられるからである。すなわち、接続を切断するフレームの受信を期待できないからである。
【０１６７】
暗示的な方法で接続の切断を判定する具体例としては、タイマーを使用する。例えば、送達確認応答フレームを要求するデータフレームを送信する際、当該フレームの再送期間を制限する第１のタイマー（例えばデータフレーム用の再送タイマー）を起動し、第１のタイマーが切れるまで（つまり所望の再送期間が経過するまで）当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行う。当該フレームへの送達確認応答フレームを受信すると第１のタイマーは止められる。
【０１６８】
一方、送達確認応答フレームを受信せず第１のタイマーが切れると、例えば接続相手の無線通信装置がまだ（通信レンジ内に）存在するか（言い換えれば、無線リンクが確保できているか）を確認するための管理フレームを送信し、それと同時に当該フレームの再送期間を制限する第２のタイマー（例えば管理フレーム用の再送タイマー）を起動する。第１のタイマーと同様、第２のタイマーでも、第２のタイマーが切れるまで当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行い、第２のタイマーが切れると接続が切断されたと判定する。接続が切断されたと判定した段階で、前記接続を切断するフレームを送信するようにしてもよい。
【０１６９】
あるいは、接続相手の無線通信装置からフレームを受信すると第３のタイマーを起動し、新たに接続相手の無線通信装置からフレームを受信するたびに第３のタイマーを止め、再び初期値から起動する。第３のタイマーが切れると前述と同様に接続相手の無線通信装置がまだ（通信レンジ内に）存在するか（言い換えれば、無線リンクが確保できているか）を確認するための管理フレームを送信し、それと同時に当該フレームの再送期間を制限する第２のタイマー（例えば管理フレーム用の再送タイマー）を起動する。この場合も、第２のタイマーが切れるまで当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行い、第２のタイマーが切れると接続が切断されたと判定する。この場合も、接続が切断されたと判定した段階で、前記接続を切断するフレームを送信するようにしてもよい。後者の、接続相手の無線通信装置がまだ存在するかを確認するための管理フレームは、前者の場合の管理フレームとは異なるものであってもよい。また後者の場合の管理フレームの再送を制限するためのタイマーは、ここでは第２のタイマーとして前者の場合と同じものを用いたが、異なるタイマーを用いるようにしてもよい。
【０１７０】
[３]無線LANシステムのアクセス方式
例えば、複数の無線通信装置と通信または競合することを想定した無線LANシステムがある。IEEE８０２.１１無線LANではCSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Carrier  Avoidance）をアクセス方式の基本としている。ある無線通信装置の送信を把握し、その送信終了から固定時間を置いて送信を行う方式では、その無線通信装置の送信を把握した複数の無線通信装置で同時に送信を行うことになり、その結果、無線信号が衝突してフレーム送信に失敗する。ある無線通信装置の送信を把握し、その送信終了からランダム時間待つことで、その無線通信装置の送信を把握した複数の無線通信装置での送信が確率的に分散することになる。よって、ランダム時間の中で最も早い時間を引いた無線通信装置が１つなら無線通信装置のフレーム送信は成功し、フレームの衝突を防ぐことができる。ランダム値に基づき送信権の獲得が複数の無線通信装置間で公平になることから、Carrier  Avoidanceを採用した方式は、複数の無線通信装置間で無線媒体を共有するために適した方式であるということができる。
【０１７１】
[４]無線LANのフレーム間隔
IEEE８０２.１１無線LANのフレーム間隔について説明する。IEEE８０２.１１無線LANで用いられるフレーム間隔は、distributed coordination function interframe space（DIFS）、arbitration interframe space（AIFS）、point coordination function interframe space（PIFS）、short interframe space（SIFS）、extended interframe space（EIFS）、reduced interframe space（RIFS）の６種類ある。
【０１７２】
フレーム間隔の定義は、IEEE８０２.１１無線LANでは送信前にキャリアセンスアイドルを確認して開けるべき連続期間として定義されており、厳密な前のフレームからの期間は議論しない。従ってここでのIEEE８０２.１１無線LANシステムでの説明においてはその定義を踏襲する。IEEE８０２.１１無線LANでは、CSMA/CAに基づくランダムアクセスの際に待つ時間を固定時間とランダム時間との和としており、固定時間を明確にするため、このような定義になっているといえる。
【０１７３】
DIFSとAIFSとは、CSMA/CAに基づき他の無線通信装置と競合するコンテンション期間にフレーム交換開始を試みるときに用いるフレーム間隔である。DIFSは、トラヒック種別による優先権の区別がないとき、AIFSはトラヒック種別（Traffic Identifier: TID）による優先権が設けられている場合に用いる。
【０１７４】
DIFSとAIFSとで係る動作としては類似しているため、以降では主にAIFSを用いて説明する。IEEE８０２.１１無線LANでは、MAC層でフレーム交換の開始などを含むアクセス制御を行う。さらに、上位層からデータを渡される際にQoS（Quality of Service）対応する場合には、データとともにトラヒック種別が通知され、トラヒック種別に基づいてデータはアクセス時の優先度のクラス分けがされる。このアクセス時のクラスをアクセスカテゴリ（Access Category: AC）と呼ぶ。従って、アクセスカテゴリごとにAIFSの値が設けられることになる。
【０１７５】
PIFSは、競合する他の無線通信装置よりも優先権を持つアクセスができるようにするためのフレーム間隔であり、DIFS及びAIFSのいずれの値よりも期間が短い。SIFSは、応答系の制御フレームの送信時あるいは一旦アクセス権を獲得した後にバーストでフレーム交換を継続する場合に用いることができるフレーム間隔である。EIFSはフレーム受信に失敗した（受信したフレームがエラーであると判定した）場合に発動されるフレーム間隔である。
【０１７６】
RIFSは一旦アクセス権を獲得した後にバーストで同一無線通信装置に複数のフレームを連続して送信する場合に用いることができるフレーム間隔であり、RIFSを用いている間は送信相手の無線通信装置からの応答フレームを要求しない。
【０１７７】
ここでIEEE８０２.１１無線LANにおけるランダムアクセスに基づく競合期間のフレーム交換の一例を図２０に示す。
【０１７８】
ある無線通信装置においてデータフレーム（W_DATA１）の送信要求が発生した際に、キャリアセンスの結果、媒体がビジーである（busy medium）と認識する場合を想定する。この場合、キャリアセンスがアイドルになった時点から固定時間のAIFSを空け、その後ランダム時間（random backoff）空いたところで、データフレームW_DATA１を通信相手に送信する。なお、キャリアセンスの結果、媒体がビジーではない、つまり媒体がアイドル（idle）であると認識した場合には、キャリアセンスを開始した時点から固定時間のAIFSを空けて、データフレームW_DATA１を通信相手に送信する。
【０１７９】
ランダム時間は０から整数で与えられるコンテンションウィンドウ（Contention Window: CW）の間の一様分布から導かれる擬似ランダム整数にスロット時間をかけたものである。ここで、CWにスロット時間をかけたものをCW時間幅と呼ぶ。CWの初期値はCWminで与えられ、再送するたびにCWの値はCWmaxになるまで増やされる。CWminとCWmaxとの両方とも、AIFSと同様アクセスカテゴリごとの値を持つ。W_DATA１の送信先の無線通信装置では、データフレームの受信に成功し、かつ当該データフレームが応答フレームの送信を要求するフレームであるとそのデータフレームを内包する物理パケットの無線媒体上での占有終了時点からSIFS後に応答フレーム（W_ACK１）を送信する。W_DATA１を送信した無線通信装置は、W_ACK１を受信すると送信バースト時間制限内であればまたW_ACK１を内包する物理パケットの無線媒体上での占有終了時点からSIFS後に次のフレーム（例えばW_DATA２）を送信することができる。
【０１８０】
AIFS、DIFS、PIFS及びEIFSは、SIFSとスロット時間との関数になるが、SIFSとスロット時間とは物理層ごとに規定されている。また、AIFS、CWmin及びCWmaxなどアクセスカテゴリごとに値が設けられるパラメータは、通信グループ（IEEE８０２.１１無線LANではBasic Service Set（BSS））ごとに設定可能であるが、デフォルト値が定められている。
【０１８１】
例えば、IEEE８０２.１１acの規格策定では、SIFSは１６μs、スロット時間は９μsであるとして、それによってPIFSは２５μs、DIFSは３４μs、AIFSにおいてアクセスカテゴリがBACKGROUND（AC_BK）のフレーム間隔はデフォルト値が７９μs、BEST EFFORT（AC_BE）のフレーム間隔はデフォルト値が４３μs、VIDEO（AC_VI）とVOICE（AC_VO）のフレーム間隔はデフォルト値が３４μs、CWminとCWmaxとのデフォルト値は、各々AC_BKとAC_BEとでは３１と１０２３、AC_VIでは１５と３１、AC_VOでは７と１５になるとする。なお、EIFSは、基本的にはSIFSとDIFSと最も低速な必須の物理レートで送信する場合の応答フレームの時間長の和である。なお効率的なEIFSの取り方ができる無線通信装置では、EIFSを発動した物理パケットへの応答フレームを運ぶ物理パケットの占有時間長を推定し、SIFSとDIFSとその推定時間の和とすることもできる。
【０１８２】
本実施形態で用いられる用語は、広く解釈されるべきである。例えば用語“プロセッサ”は、汎用目的プロセッサ、中央処理装置（CPU）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（DSP）、コントローラ、マイクロコントローラ、状態マシンなどを包含してもよい。状況によって、“プロセッサ”は、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、プログラム可能論理回路（PLD）などを指してもよい。“プロセッサ”は、複数のマイクロプロセッサのような処理装置の組み合わせ、DSPおよびマイクロプロセッサの組み合わせ、DSPコアと協働する１つ以上のマイクロプロセッサを指してもよい。
【０１８３】
別の例として、用語“メモリ（バッファ）”は、電子情報を格納可能な任意の電子部品を包含してもよい。“メモリ（バッファ）”は、ランダムアクセスメモリ（RAM）、読み出し専用メモリ（ROM）、プログラム可能読み出し専用メモリ（PROM）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（EPROM）、電気的消去可能PROM（EEPROM）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（NVRAM）、フラッシュメモリ、磁気または光学データストレージを指してもよく、これらはプロセッサによって読み出し可能である。プロセッサがメモリに対して情報を読み出しまたは書き込みまたはこれらの両方を行うならば、メモリはプロセッサと電気的に通信すると言うことができる。メモリは、プロセッサに統合されてもよく、この場合も、メモリは、プロセッサと電気的に通信していると言うことができる。
【０１８４】
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。
【符号の説明】
【０１８５】
１０１: 基地局（AP）
２０１〜２１０: 無線端末（STA）
５０１、６０１: 制御部
５０２、６０２: 送信部
５０３、６０３: 受信部
５０４、６０４: バッファ
５０５、６０５: 無線通信部
５０６、６０６: 通信制御装置
５A、５D、６A、６D、１、N: アンテナ
１１１: ベースバンド部
１２１: RF部
１２２: 送信回路
１２３: 受信回路
１１２: 制御回路
１１３: 送信処理回路
１１４: 受信処理回路
１１５、１１６: DA変換回路
１１７、１１８: AD変換回路
３０１: ノートPC
３０５、３１５、３５５: 無線通信装置
３２１: 移動体端末
３３１: メモリーカード
３３２: メモリーカード本体
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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