(57)【要約】【課題】無線ＬＡＮ方式において、異なる物理層で共用できる無線基地局を実現し、また、再送処理を効率的に行う。【解決手段】周波数帯Ａに対応した端末装置がデータパケットＤ６１を送出し、Ｄ６１の受信をアクセスポイントが失敗し、次に、Ｄ６２を端末装置が再送するが、アクセスポイントが周波数帯Ｂに切り替わっているために、Ｄ６２の受信が失敗する。その後、端末装置は、ＣＴＳ待ちタイマーが満了する度にＲＴＳを送出し続ける。周波数帯Ａの期間において、ＣＴＳを送出し、それに対する応答がなかったことを記憶しておき、次の周波数帯Ａのアクセス可能期間に切り替わったら、ビーコン信号の後に優先的にＣＴＳを送出する。端末装置は、このＣＴＳを受けて、既定の時間経過したら、キャリアセンスを行い、Ｄ６３を再送する。アクセスポイントがこのＤ６３を正常に受信すると、ＡＣＫを送出し、再送処理が完了する。【選択図】　図６
2004048539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線基地局から第１の物理層の第１の報知信号と第２の物理層の第２の報知信号とが交互に送出される無線通信システムであって、
上記第１および第２の報知信号の一方を受信した後、所定の時間経過後に無線基地局に対してデータパケットを送信し、上記第１および第２の報知信号の一方を受信できなかった場合には、上記第１および第２の報知信号の一方を受信できるまで、無線基地局に対するデータパケットの送信を禁止する第１の無線端末と、
上記第１および第２の報知信号の他方を受信した後、所定の時間経過後に無線基地局に対してデータパケットを送信し、無線基地局からの肯定応答信号を受け取るか、所定の繰り返し回数に到達するまで、送信許可要求を繰り返して上記無線基地局へ送出する第２の無線端末とが混在する無線通信システム。
【請求項２】
複数の無線端末と共通の無線基地局とからなる無線ネットワークにおける無線基地局において、
共通の媒体アクセス制御層の下層の少なくとも２個の第１および第２の物理層と、
上記第１の物理層の第１の報知信号と上記第２の物理層の第２の報知信号とを交互に発生し、無線端末に対して上記第１および第２の報知信号を送信する報知信号送出手段とを備え、
上記第１の報知信号の送信時から第１の時間内にのみ、上記第１の物理層の無線端末のアクセスが可能とされ、上記第２の報知信号の送信時から第２の時間内にのみ、上記第２の物理層の無線端末のアクセスが可能とされ、
上記第１および第２の時間の一方において、上記第１および第２の物理層の一方の無線端末からの送信許可要求に応答して送信許可を与えたにもかかわらず、上記送信許可に応答するデータパケットを受信していない状態を記憶し、次の上記第１および第２の時間の一方になった時に、他の種類のデータパケットに対して優先的に送信許可を送出する無線基地局。
【請求項３】
請求項２において、
上記第１の時間と、上記第２の時間との比を制御するようにした無線基地局。
【請求項４】
請求項２において、
上記第１および第２の物理層は、使用周波数帯が異なる無線基地局。
【請求項５】
請求項２において、
上記第１および第２の物理層の一方は、屋内のみで使用可能で、その他方が屋内および屋外で使用可能な無線基地局。
【請求項６】
複数の無線端末と共通の無線基地局とからなる無線ネットワークにおける無線基地局の通信方法において、
第１の物理層の第１の報知信号と第２の物理層の第２の報知信号とを交互に発生させるステップと、
無線端末に対して上記第１および第２の報知信号を送信する報知信号送出ステップとを有し、
上記第１の報知信号の送信時から第１の時間内にのみ、上記第１の物理層の無線端末のアクセスが可能とされ、上記第２の報知信号の送信時から第２の時間内にのみ、上記第２の物理層の無線端末のアクセスが可能とされ、
上記第１および第２の時間の一方において、上記第１および第２の物理層の一方の無線端末からの送信許可要求に応答して送信許可を与えたにもかかわらず、上記送信許可に応答するデータパケットを受信していない状態を記憶し、次の上記第１および第２の時間の一方になった時に、他の種類のデータパケットに対して優先的に送信許可を送出する通信方法。
【請求項７】
複数の無線端末と共通の無線基地局とからなる無線ネットワークにおける無線基地局の通信方法において、
第１の物理層の第１の報知信号と第２の物理層の第２の報知信号とを交互に発生させるステップと、
無線端末に対して上記第１および第２の報知信号を送信する報知信号送出ステップとを有し、
上記第１の報知信号の送信時から第１の時間内にのみ、上記第１の物理層の無線端末のアクセスが可能とされ、上記第２の報知信号の送信時から第２の時間内にのみ、上記第２の物理層の無線端末のアクセスが可能とされ、
上記第１および第２の時間の一方において、上記第１および第２の物理層の一方の無線端末からの送信許可要求に応答して送信許可を与えたにもかかわらず、上記送信許可に応答するデータパケットを受信していない状態を記憶し、次の上記第１および第２の時間の一方になった時に、他の種類のデータパケットに対して優先的に送信許可を送出する通信方法をコンピュータに対して実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線ＬＡＮシステムに対して適用される無線通信システム、無線基地局、通信方法およびプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、無線ＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）が広く使用されつつある。無線ＬＡＮは、屋内および屋外で使用可能である。屋内では、アクセスポイント（無線基地局とも言う）と、無線ＬＡＮカードをそれぞれ装着した複数のパソコンによって無線ＬＡＮネットワークが構築される。屋外では、ファーストフード店、駅等にアクセスポイントを設置し、ノートパソコン、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等の可搬型の端末を使用する公衆無線ＬＡＮサービス（いわゆるホットスポット）や、住宅、マンションに対するＦＷＡ（Ｆｉｘｅｄ　ＷｉｒｅｌｅｓｓＡｃｃｅｓｓ：加入者系無線アクセスシステム）のサービスが可能となる。
【０００３】
現在市販されている無線ＬＡＮ方式は、主として、ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　＆　Ｍｅｄｉｃａｌ）バンド（２．４ＧＨｚ帯）を使用するもので、伝送速度が１１Ｍｂｐｓ（ビット／秒）のＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠のものである。さらに、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ方式が屋内用として制度化され、通信速度が３６Ｍｂｐｓ−５４ＭｂｐｓのＩＥＥＥ８０２．１１ａ準拠の５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ方式の製品も発売されている。
【０００４】
ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１方式は、無線ＬＡＮのプロトコルの１つである。これは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ　ＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ　ｗｉｔｈ　Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　Ａｖｏｉｄａｎｃｅ：搬送波感知多重アクセス−衝突回避）方式のコンテンションフリーのベストエフォートの通信方式である。勿論、無線プロトコルとしては、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式以外のもの例えばＩＳＭＡ（ＩｄｌｅＳｉｇｎａｌ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ：アイドル信号多重アクセス）方式に基づくものも提案されている。ＩＳＭＡ方式を発展させたものとして、ＲＳ−ＩＳＭＡ（Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ　Ｓｌｏｔｔｅｄ　ＩＳＭＡ）も提案されている。
【０００５】
屋内用の５ＧＨｚ帯は、５．１５−５．２５ＧＨｚの周波数帯である。さらに、近い将来、５ＧＨｚ帯が屋外の無線ＬＡＮに開放されることが予想される。これによって、高速無線ＬＡＮが屋内のみならず、屋外でも使用することが可能となり、公衆無線ＬＡＮサービスが急速に拡がることが予想される。現在屋外用に開放されることが予定されているのは、４．９−５ＧＨｚと５．０３−５．０９ＧＨｚの帯域であり、１チャンネル当り２０ＭＨｚで両帯域で合計７チャンネルを配置でき、５４Ｍｂｐｓ以上の伝送速度が可能とされている。また、狭帯域チャンネル（１０ＭＨｚ／５ＭＨｚ）も可能とされ、その場合では、伝送速度が（２７Ｍｂｐｓ／１３．５Ｍｂｐｓ）となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように無線ＬＡＮ方式としては、複数の方式（プロトコルまたは利用周波数帯）が存在し、今後も新たな方式が開発される可能性がある。したがって、無線ＬＡＮの普及に伴い、複数の方式の無線ＬＡＮが混在される状況が想定される。例えば５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ方式においても、現行のシステムでは、５．１５−５．２５ＧＨｚの周波数帯であるのに対して、今後の新たなシステムでは、４．９−５．０ＧＨｚと５．０３−５．０９ＧＨｚの周波数帯が検討されている。屋外では、新たなシステムに限定されるとしても、屋内では、現行のシステムと新たなシステムとが混在する状態が発生することが予想される。この場合、アクセスポイントが複数の方式に対応していないと、複数の方式にそれぞれ対応したアクセスポイントを設置する必要が生じ、アクセスポイントの設置コストの増大等の種々の問題が生じる。
【０００７】
従来の無線ＬＡＮ方式は、１つのアクセスポイントで複数の方式に対応したものでも、同時に複数の方式を１台のアクセスポイントで制御するものではなく、何れかの方式に動作を設定して半固定的に使用されるものであった。このため、複数の無線ＬＡＮ方式で待ち受けることができるアクセスポイントが存在していなかった。
【０００８】
また、複数の方式に１台のアクセスポイントで対応する方式においても、既存の無線ＬＡＮ端末に変更を強いるものでは、既存の利用者にとって不便であり、最悪の場合、既存方式の端末が使用不可能となるとも考えられる。特に、ＩＥＥＥ８０２．１１方式の機器においては、ＰＣＦ（Ｐｏｉｎｔ　Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）機能（調整機能）を備えることによって、アクセス時間を制御することが可能であるが、一般的には、ＰＣＦ機能を持たない無線ＬＡＮ機器が多数流通しているために、ＰＣＦにより既存の無線ＬＡＮを制御することは困難である。ここで、ＰＣＦ機能とは、アクセスポイントが必要に応じて送信する権利を調停する機能であり、ＩＥＥＥ８０２．１１方式では、オプション機能として定義されている。具体的には、各端末に送信要求があるかどうかをポーリングして問い合わせて要求に応じて送信権を発行するものである。
【０００９】
さらに、複数の方式で待ち受けることが可能な無線ＬＡＮシステムを構成できたと仮定した場合、チャンネル切替によって生じたロスパケット（パケット損失）についての対策がないと、タイムアウト後に再度そのパケットを送信するための処理を必要とするために、伝送効率が低下する問題点があった。
【００１０】
したがって、この発明の目的は、複数の無線ＬＡＮ方式が混在した無線通信システムに対して適用され、無線基地局をローコストに実現でき、また、伝送効率の低下を防止でき、さらに、既存の端末の構成の変更が必要とされない無線通信システム、無線基地局、通信方法およびプログラムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、無線基地局から第１の物理層の第１の報知信号と第２の物理層の第２の報知信号とが交互に送出される無線通信システムであって、
第１および第２の報知信号の一方を受信した後、所定の時間経過後に無線基地局に対してデータパケットを送信し、第１および第２の報知信号の一方を受信できなかった場合には、第１および第２の報知信号の一方を受信できるまで、無線基地局に対するデータパケットの送信を禁止する第１の無線端末と、
第１および第２の報知信号の他方を受信した後、所定の時間経過後に無線基地局に対してデータパケットを送信し、無線基地局からの肯定応答信号を受け取るか、所定の繰り返し回数に到達するまで、送信許可要求を繰り返して無線基地局へ送出する第２の無線端末とが混在する無線通信システムである。
【００１２】
請求項２の発明は、複数の無線端末と共通の無線基地局とからなる無線ネットワークにおける無線基地局において、
共通の媒体アクセス制御層の下層の少なくとも２個の第１および第２の物理層と、
第１の物理層の第１の報知信号と第２の物理層の第２の報知信号とを交互に発生し、無線端末に対して第１および第２の報知信号を送信する報知信号送出手段とを備え、
第１の報知信号の送信時から第１の時間内にのみ、第１の物理層の無線端末のアクセスが可能とされ、第２の報知信号の送信時から第２の時間内にのみ、第２の物理層の無線端末のアクセスが可能とされ、
第１および第２の時間の一方において、第１および第２の物理層の一方の無線端末からの送信許可要求に応答して送信許可を与えたにもかかわらず、送信許可に応答するデータパケットを受信していない状態を記憶し、次の第１および第２の時間の一方になった時に、他の種類のデータパケットに対して優先的に送信許可を送出する無線基地局である。
【００１３】
請求項６の発明は、複数の無線端末と共通の無線基地局とからなる無線ネットワークにおける無線基地局の通信方法において、
第１の物理層の第１の報知信号と第２の物理層の第２の報知信号とを交互に発生させるステップと、
無線端末に対して第１および第２の報知信号を送信する報知信号送出ステップとを有し、
第１の報知信号の送信時から第１の時間内にのみ、第１の物理層の無線端末のアクセスが可能とされ、第２の報知信号の送信時から第２の時間内にのみ、第２の物理層の無線端末のアクセスが可能とされ、
第１および第２の時間の一方において、第１および第２の物理層の一方の無線端末からの送信許可要求に応答して送信許可を与えたにもかかわらず、送信許可に応答するデータパケットを受信していない状態を記憶し、次の第１および第２の時間の一方になった時に、他の種類のデータパケットに対して優先的に送信許可を送出する通信方法である。
【００１４】
請求項７の発明は、複数の無線端末と共通の無線基地局とからなる無線ネットワークにおける無線基地局の通信方法において、
第１の物理層の第１の報知信号と第２の物理層の第２の報知信号とを交互に発生させるステップと、
無線端末に対して第１および第２の報知信号を送信する報知信号送出ステップとを有し、
第１の報知信号の送信時から第１の時間内にのみ、第１の物理層の無線端末のアクセスが可能とされ、第２の報知信号の送信時から第２の時間内にのみ、第２の物理層の無線端末のアクセスが可能とされ、
第１および第２の時間の一方において、第１および第２の物理層の一方の無線端末からの送信許可要求に応答して送信許可を与えたにもかかわらず、送信許可に応答するデータパケットを受信していない状態を記憶し、次の第１および第２の時間の一方になった時に、他の種類のデータパケットに対して優先的に送信許可を送出する通信方法をコンピュータに対して実行させるプログラムである。
【００１５】
この発明では、異なる物理層の無線端末に対して無線基地局（アクセスポイント）を共通とすることができる。一方、既存の無線端末に対しては、何ら構成の変更を要求するものではないので、既存の端末装置と新たな方式の端末装置とが混在するシステムへ無線基地局を容易に導入できる。この発明によれば、既存の無線基地局に対して機能を追加的に付加するのみで、二つの無線ＬＡＮ方式に共用の無線基地局を容易に実現することができ、比較的ローコストで二つの無線ＬＡＮ方式に共用できる無線基地局を実現できる。さらに、送信許可を与えたにもかかわらず、それに応答するデータパケットを受信してないことを記憶し、次のアクセス可能な時間になったら、他の種類のデータパケットに優先して送信許可を送出することによって、再送処理の効率化をなしうる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をＣＳＭＡ／ＣＡ方式の無線ＬＡＮに適用した一実施形態について説明する。図１は、一実施形態のシステムの全体構成を示す。図１において、参照符号１が無線ＬＡＮアクセスポイントを示し、参照符号２がある無線ＬＡＮ方式の端末装置（ステーション）を示し、参照符号３が他の無線ＬＡＮ方式の端末装置（ステーション）を示す。
【００１７】
一実施形態では、５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮが屋外で使用可能となった状態を想定しており、端末装置２が既存の５．１５−５．２５ＧＨｚの周波数帯（以下、適宜５．２ＧＨｚ帯と称する）の端末装置であり、端末装置３が屋外および屋内の双方で使用可能な新規に開発された４．９−５ＧＨｚの周波数帯（以下、適宜４．９ＧＨｚ帯と称する）の端末装置である。端末装置２および３は、共にＩＥＥＥ８０２．１１ａ準拠のものである。アクセスポイント１、端末装置２および３は、通信可能な領域（サービスエリア、セル等と呼ばれる）に設置されている。アクセスポイント１は、これらの二つの端末装置２および３からのアクセスを待ち受けるものである。
【００１８】
アクセスポイント１から先には、ネットワーク４が接続されている。ネットワーク４は、例えば自営または公衆のインターネット網である。ユーザ側の端末装置２には、１または複数のユーザ端末５を接続することができる。ユーザ端末５は、パソコン、ＰＤＡ等である。同様に、端末装置３に１または複数のユーザ端末６を接続することができる。
【００１９】
コンピュータネットワークでは、情報を伝達する物理的技術、並びにどのように遠隔の資源にアクセスするのかといった論理的技術を定義する機能を階層化する方法が一般的である。ＩＥＥＥ８０２．１１方式の階層化構造をＯＳＩ参照モデルと対応させることができる。ＯＳＩ参照モデルは、最も下位の物理層から最も上位のアプリケーション層までの７層の階層構造を有する。
【００２０】
図１において、アクセスポイント１、ユーザ端末装置２および３は、それぞれ物理層（ＰＨＹ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｌａｙｅｒ）１ａ、２ａおよび３ａと、媒体アクセス制御層（ＭＡＣ：Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）１ｂ、２ｂおよび３ｂと、上位層１ｃ、２ｃおよび３ｃとを備えている。例えば使用する周波数帯の種類、１チャンネル当りの帯域、変調方式（例えばスペクトラム拡散方式）、誤り訂正のための符号化および復号化等が物理層（ＰＨＹ）に含まれる。
【００２１】
また、媒体アクセス制御層（ＭＡＣ）の機能は、無線ＬＡＮ方式におけるパケット通信に関するタイミングと多重アクセスの制御および管理を行うことである。例えばＣＳＭＡ／ＣＡ方式が媒体アクセス制御層（ＭＡＣ）に含まれる。媒体アクセス制御層（ＭＡＣ）は、データリンク層の副層を構成する。他の副層は、ＬＬＣ（Ｌｏｇｉｃａｌ　Ｌｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ：論理リンク制御）層である。上位層は、ＬＬＣ層およびデータリンク層の上のネットワーク層以上の上位の層をまとめて表している。さらに、アクセスポイント１、ユーザ端末装置２および３は、それぞれ各装置の動作を制御するハードウエアとして、システム制御１ｄ、２ｄ、３ｄを備えている。物理層１ａ、２ａ、３ａは、比較的ハードウエアの構成とされることが多く、媒体アクセス制御層１ｂ、２ｂ、３ｂと、上位層１ｃ、２ｃおよび３ｃとは、コンピュータによってソフトウェア処理を行う構成とされることが多い。
【００２２】
無線ＬＡＮ方式における媒体アクセス制御方式としては、いくつかの方式が提案されている。その１つがＣＳＭＡ方式を改良したＣＳＭＡ／ＣＡ方式である。一実施形態では、アクセスポイント１、ユーザ端末装置２および３が媒体アクセス制御方式としてＣＳＭＡ／ＣＡ方式を採用している。
【００２３】
無線通信において、キャリアの有無を検出する機能をキャリアセンス機能と呼ぶ。キャリアセンスの結果は、他のステーションから伝送中のパケット（フレームとも呼ばれる）の有無（ビジー／アイドル）を示す。ＣＳＭＡ方式では、各端末装置が送信するパケットがあると、送信前にキャリアセンスを行い、アイドルであればパケットの送信を開始し、ビジーであれば、送信を見合わせる方式である。ＣＳＭＡ方式では、信号の伝搬遅延時間が存在するために、キャリアセンスが有効でない期間が生じ、衝突の問題を完全に防止することができない。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式は、キャリアセンスに加えて衝突回避機構を備えたものである。
【００２４】
無線通信において、ステーション間の距離が長すぎたり、電波を通さない障害物があったりして、互いに送信信号が到達しないステーションを隠れ端末と称する。隠れ端末が存在すると、隠れ端末と他のステーション間では、キャリアセンスが有効に機能しないために、パケットの衝突の頻度が増加する。このような隠れ端末の存在によるＣＳＭＡ方式の性能劣化を防止する方式の１つとして、ＩＳＭＡ方式が考えられている。
【００２５】
最初に、この発明の理解を容易とするために、図２を参照して、既存のＣＳＭＡ方式のアクセスポイント（図中ではＡＰと表記する）での動作（再送制御動作）のタイミングの一例を説明する。アクセスポイントは、一定時間の間隔でビーコン信号（図中ではＢと表記する）を発生する。ユーザ端末装置（図中ではＳＴＡと表記する）は、ビーコン信号（Ｂ）を受信し、ＤＩＦＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ　Ｓｐａｃｅ）待機した後に、衝突回避のために装置で発生させた乱数にしたがった時間（Ｒａｎｄｏｍ　Ｂａｃｋ−ｏｆｆ）待った後にキャリアセンスを行う。チャンネルがアイドルであることを確認したらパケットデータＤ１の送信を開始する。
【００２６】
アクセスポイント側では、パケットデータＤ１の受信に成功したらＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ：肯定応答または確認応答信号）を送出する。ＡＣＫの受信に失敗した場合、データの送出からＡＣＫ待ち時間（例えば３００μｓｅｃ）経過した後に、ＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ　ｔｏ　Ｓｅｎｄ）を送出し、送信機会を得る。
【００２７】
アクセスポイント１側では、ＲＴＳを受信した後に、ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ　ＩＦＳ）時間待った後、ＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ　ｔｏ　Ｓｅｎｄ）を送出し、端末装置側からの送信を待つ。ＣＴＳを端末装置が受信すると、ＤＩＦＳおよびランダムバックオフの時間の後、再送パケットデータＤ１’を送出する。このような再送動作は、次のビーコン信号を受信するまでの期間で規定回数例えば７回リトライできるものと予め規定されている。
【００２８】
図３は、この発明の一実施形態の動作を示し、両面切り替え受信中に端末装置からのアクセスがあった場合の動作例が示されている。図３の例では、ビーコン信号（Ｂ）の間隔（適宜、ビーコンフレームとも称する、例えば１００ｍｓｅｃ）で、ビーコン信号（Ｂ）を送信する前に使用周波数帯が切り替えられる。アクセスポイント１の動作タイミングを示す図が上下に描かれているのは、周波数帯ＡおよびＢをそれぞれ示すためである。例えば周波数帯Ａは、既存の方式の５．２ＧＨｚ帯であり、周波数帯Ｂは、新たな方式の４．９ＧＨｚ帯である。二つの方式が１チャンネル当りの帯域幅、変調方式等が異なる場合では、帯域幅、変調方式等もビーコン信号（Ｂ）の間隔で切り替えられる。
【００２９】
図３の例では、最初のビーコン信号が周波数帯Ａのもので、このビーコン信号（Ｂ）から最初の周波数切り替えタイミングまでは、周波数帯Ａの無線ＬＡＮ方式のアクセスが可能とされ、パケットが受信可能とされている。最初の周波数切り替えタイミングの後の周波数帯Ｂのビーコン信号（Ｂ）から２度目の周波数切り替えタイミングまでは、周波数帯Ｂの無線ＬＡＮ方式のアクセスが可能とされ、パケットが受信可能とされている。さらにその後は、周波数帯Ａが使用される。このように、二つの周波数帯ＡおよびＢがビーコン信号（Ｂ）と同期して交互に切り替えられる。
【００３０】
図１に示すシステム構成において、例えば端末装置２が既存の方式の周波数帯Ａを使用し、端末装置３が新たな方式の周波数帯Ｂを使用する。したがって、最初の周波数帯Ａのビーコン信号（Ｂ）を端末装置２は、受信できるが、端末装置３は、受信できない。ビーコン信号（Ｂ）を受信した端末装置２は、ＤＩＦＳおよびランダムバックオフの時間を経過したら、キャリアセンスを行い、パケットデータＤ２を送出する。パケットデータＤ２を受信したアクセスポイント１は、ＡＣＫを送信する。端末装置２は、ＡＣＫを受信することによってパケットデータＤ２の送信が成功したことを確認する。
【００３１】
次に、アクセスポイント１は、周波数帯をＡからＢに切り替え、ビーコン信号（Ｂ）を送出する。このビーコン信号（Ｂ）を受信した端末装置３は、ＤＩＦＳおよびランダムバックオフの時間を経過したら、キャリアセンスを行い、パケットデータＤ３を送出する。パケットデータＤ３を受信したアクセスポイント１は、ＡＣＫを送信する。端末装置３は、ＡＣＫを受信することによってパケットデータＤ３の送信が成功したことを確認する。次に、アクセスポイント１は、周波数帯をＢからＡに切り替え、周波数帯Ａのビーコン信号（Ｂ）を送出して再び端末装置２からの送信を待ち受ける状態となる。
【００３２】
なお、図３および以下に説明する図に示される各周波数帯のビーコン信号（Ｂ）の間隔は、作図スペースの制約から１回しか送信できない長さとされているが、実際には、多数のアクセスが可能な長さにビーコン信号（Ｂ）の間隔が設定される。
【００３３】
図４を参照してこの発明の一実施形態の他の動作例について説明する。他の動作例は、端末装置３が周波数帯Ｂのビーコン信号（Ｂ）を受信できなかった場合である。図４において、周波数帯Ｂで送出したビーコン信号（Ｂ）の受信を端末装置３が失敗した場合、次に周波数帯Ｂのビーコン信号（Ｂ）の受信に成功するまで（ビーコン信号（Ｂ）の間隔内では）、パケットを送出することが禁止される。この機能は、新たな無線ＬＡＮ方式の端末装置３が備えているものであり、この機能によって、端末装置３は、送信したいパケットがあっても送出しない。
【００３４】
次に、アクセスポイント１が周波数帯Ａに切り替えて、ビーコン信号（Ｂ）を送出するが、端末装置３は、他の周波数帯であるために、受信できない。次に、アクセスポイント１が周波数帯Ｂに切り替えてビーコン信号（Ｂ）を送出する。これを端末装置３が受信する。受信に成功すると、既定のＤＩＦＳおよびランダムバックオフの時間を経過したら、キャリアセンスを行い、パケットデータＤ４を送出する。このような動作によって、新無線ＬＡＮ方式の端末装置３は、他の周波数帯に切り替わっている時間での無駄な送信を止めることができる。
【００３５】
図５は、この発明の理解を容易とするために、この発明の一実施形態の動作例と比較するための参考例の再送制御の動作を示す。この参考例は、切り替え動作中に端末装置２から受信不可能時間帯にアクセスがあった場合の動作である。端末装置２は、既存の無線ＬＡＮ方式に対応するものであるため、端末装置３と異なり、上述したようなパケット送信を禁止する機能を備えていないので、アクセスポイント１が周波数帯Ａのパケットを受信不可能時間帯であっても、パケットを送信する。
【００３６】
周波数帯Ａのビーコン信号（Ｂ）をアクセスポイント１が送出したのを受けて、端末装置２がパケットの衝突を防ぐために、既定のＤＩＦＳおよびランダムバックオフの時間経過したら、キャリアセンスを行い、パケットデータＤ５１を送出する。アクセスポイント１では、通信距離、ノイズ等の影響で、パケットデータＤ５１の受信に失敗し、ＡＣＫを送出しない。
【００３７】
端末装置２側では、所定のＡＣＫの待ち時間、待った後（ＡＣＫ待ちタイマー満了と称する）、送信パケットを再送するため、送信権を確保するためにＲＴＳ（送信要求）をアクセスポイント１に送出し、アクセスポイント１がＲＴＳを受けてＳＩＦＳの後にＣＴＳ（送信許可）を返す。ＣＴＳを受けた端末装置２は、既定のＤＩＦＳおよびランダムバックオフの時間経過したら、キャリアセンスを行い、パケットデータＤ５２を再送する。
【００３８】
次に、アクセスポイント１は、周波数帯Ａを周波数帯Ｂに切り替えてビーコン信号（Ｂ）を送出する。周波数帯Ｂに切り替わったので、アクセスポイント１は、波数帯Ａのパケットが受信不可能な期間となる。端末装置２から見れば、この期間は、送信不可能な期間である。しかしながら、端末装置２は、既存の無線ＬＡＮ方式に対応した構成であるため、周波数帯が切り替わることを知らない。したがって、再送されたパケットデータＤ５２は、アクセスポイント１で受信されず、ＡＣＫを送出しない。このため、図５に示すように、端末装置２は、ＣＴＳ待ちタイマーが満了する度にＲＴＳを送出し続ける。なお、図５では、２度目にパケットデータＤ５２を送出した時では、周波数帯が切り替わっている例である。若し、周波数帯の切替がより後であれば、規定の回数に達するまで、リトライ動作がなされる。
【００３９】
そして、周波数帯Ａに切り替わった後に送出されＲＴＳ（送信要求）がアクセスポイント１によって受信されると、アクセスポイント１がそのＲＴＳを受けてＳＩＦＳの後にＣＴＳ（送信許可）を送り返す。これを受けた端末装置２が既定のＤＩＦＳおよびランダムバックオフの時間経過したら、キャリアセンスを行い、パケットデータＤ５３を再送する。アクセスポイント１がこの再送データＤ５３を正常に受信すると、ＡＣＫを送出し、再送処理が完了する。
【００４０】
図６は、この発明の一実施形態における再送処理の動作を示すタイミングチャートである。図５と同様に、端末装置２がデータパケットＤ６１を送出し、このデータパケットＤ６１の受信をアクセスポイント１が失敗し、次に、データパケットＤ６２を端末装置２が送出するが、アクセスポイント１の待ち受ける周波数帯が周波数帯Ｂに切り替わっているために、Ｄ６２の受信が失敗する。その後、端末装置２は、ＣＴＳ待ちタイマーが満了する度にＲＴＳを送出し続ける。
【００４１】
そして、アクセスポイント１の待ち受ける周波数帯が周波数帯Ａに切り替わる。この時点までの動作は、図５のタイミングチャートで示す参考例と同一である。この一実施形態では、アクセスポイント１の媒体アクセス制御層に前回の周波数帯Ａにおける状態を保持し、保持されている状態に応じて送出パケットを決定する機能（優先制御機能と称する）を持たせる。すなわち、周波数帯Ａのアクセスが可能な期間において、ＣＴＳ（送信許可）を送出し、それに対する応答がなかったことを記憶しておき、次の周波数帯Ａのアクセス可能期間に切り替わったら、ビーコン信号（Ｂ）の後に優先的にＣＴＳを送出する。
【００４２】
端末装置２は、このＣＴＳを受けて、既定のＤＩＦＳおよびランダムバックオフの時間経過したら、キャリアセンスを行い、パケットデータＤ６３を再送する。アクセスポイント１がこの再送データＤ６３を正常に受信すると、ＡＣＫを送出し、再送処理が完了する。図５の参考例と図６に示す一実施形態の動作例とを比較すると、既存の無線ＬＡＮ方式の端末装置２に対して切り替え時に失われるデータのやりとりが補償できる点では、共通している。図５の動作例では、ＲＴＳを受信して規定の時間ＳＩＦＳ待ってからＣＴＳを送出するのと比較して、一実施形態では、以前の周波数帯Ａのアクセスが可能な期間においてＣＴＳを送出し、そのＣＴＳに応答するパケットデータを受け取っていないことを記憶しておき、周波数帯Ａに切り替わったら優先的にＣＴＳを送出している。この処理によって、周波数帯が切り替わったら直ちに再送処理が可能となり、伝送効率を向上させることができる。
【００４３】
図７は、アクセスポイント１のシステム制御１ｄおよび媒体アクセス制御層１ｂによって制御される送信パケット決定処理の流れを示す。最初に、処理ＳＴ１において、前回のビーコンフレームでＣＴＳを送信したが、データ受信を完了していないかどうか判定される。データ受信が完了していないと判定されると、処理ＳＴ２において、再度、ＣＴＳが送出パケットとされ、アクセスポイントでの送信パケットの決定処理が終了する。最初に、処理ＳＴ１がなされるので、以下に述べる他の送出パケットに対してＣＴＳが優先的に送出される。
【００４４】
処理ＳＴ１において、データ受信が完了していると判定されると、処理ＳＴ３おいて、最大再送回数を超えない未確認の送出データ（再送データ）があるか否かが判定される。あると判定されると、処理ＳＴ４において、再送データが送出パケットとされ、アクセスポイントでの送信パケットの決定処理が終了する。
【００４５】
処理ＳＴ３において、最大再送回数を超えない未確認の送出データがないと判定されると、処理ＳＴ５において、新たに送るデータの有無が判定される。新たに送るデータがあると判定されると、処理ＳＴ６において、新規データが送出パケットとされ、アクセスポイントでの送信パケットの決定処理が終了する。処理ＳＴ５において、新たに送るデータが無いと判定されると、処理ＳＴ７において、ビーコン信号以外に送出パケットが無いとされ、アクセスポイントでの送信パケットの決定処理が終了する。
【００４６】
さらに、この発明の一実施形態においては、アクセスポイント１のシステム制御およびＰＣＦブロックの機能によって、各物理層の負荷に応じてビーコン信号（Ｂ）の間隔（すなわち、アクセス可能な時間）を適切なものに制御することができる。図８および図９を参照してビーコン信号（Ｂ）の間隔をダイナミックに制御する点について説明する。
【００４７】
図８Ａは、アクセスポイント１におけるビーコン信号の間隔の一例を示し、図８Ｂは、アクセスポイント１におけるビーコン信号の間隔の他の例を示す。図８Ａでは、周波数帯Ａのビーコン信号を送出してから周波数が周波数帯Ｂへ切り替わるまでの時間（周波数帯Ｂのデータの受信不可能時間）がＴ１とされ、周波数帯Ｂのビーコン信号を送出してから周波数が周波数帯Ａへ切り替わるまでの時間（周波数帯Ａのデータの受信不可能時間）がＴ２とされている。そして、Ｔ１時間＜Ｔ２時間の関係とされている。これは、周波数帯Ａの利用者の人数、すなわち、アクセスポイントの制御下に属する端末装置の数に比して周波数帯Ｂの利用者の人数が多いからである。望ましくは、利用者の人数の比に応じてＴ１時間およびＴ２時間の比が設定される。
【００４８】
一方、図８Ｂでは、周波数帯Ｂのデータの受信不可能時間Ｔ３と周波数帯Ａのデータの受信不可能時間Ｔ４との関係がＴ３時間＞Ｔ４時間とされている。これは、周波数帯Ａの利用者の人数に比して周波数帯Ｂの利用者の人数が少ないからである。望ましくは、利用者の人数の比に応じてＴ３時間およびＴ４時間の比が設定される。
【００４９】
図９は、アクセスポイント１の媒体アクセス制御層１ｂとシステム制御１ｄによってビーコン信号の間隔が制御される処理の流れを示す。最初に、ビーコン信号間隔比増減判定処理がなされる。そのために、処理ＳＴ１１において、例えば認証・登録作業を端末装置が行うことを利用して、周波数帯Ａのトラフィックが取得される。取得されたトラフィックをＴａと表記する。同時に（または順次に）処理ＳＴ１２において、周波数帯Ｂのトラフィックが取得される。取得されたトラフィックをＴｂと表記する。トラフィックは、最新のものが取得されるように、適切な時間間隔で取得される。
【００５０】
処理ＳＴ１３では、周波数帯Ａの前回取得したトラフィックＴａ’と今回取得したトラフィックＴａとが比較される。処理ＳＴ１４では、周波数帯Ｂの前回取得したトラフィックＴｂ’と今回取得したトラフィックＴｂとが比較される。すなわち、周波数帯Ａのトラフィックが不変、増加、または減少したかどうかが検出される。周波数帯Ｂのトラフィックについても、同様に、不変、増加、または減少したかどうかが検出される。
【００５１】
処理ＳＴ１５においては、これの比較結果に基づいてビーコン信号の間隔の制御方法が求められる。制御方法としては、下記に示すように、例えば４種類の方法が用意されている。
【００５２】
（１）周波数帯Ａ、Ｂ共に増加の場合には、差（変化量）が大きい方の間隔を増加
（２）周波数帯Ａが増加か不変、周波数帯Ｂが減少の場合には、周波数帯Ａの受信可能時間を増加
（３）周波数帯Ａが減少、周波数帯Ｂが増加か不変の場合には、周波数帯Ｂの受信可能時間を増加
（４）周波数帯Ａ、Ｂ共に不変の場合には、ビーコン信号の間隔不変
このようにして、ビーコン信号の間隔比が決定される。
【００５３】
なお、トラフィックによってビーコン信号の間隔を制御しているが、トラフィック以外の負荷に応じてビーコン信号の間隔を制御しても良い。例えばその無線システムに収容されている端末からの要求例えば伝送容量の拡大要求に応じてビーコン信号の間隔を制御しても良い。さらに、送信されるデータの種類例えばストリーム伝送かどうかによってビーコン信号間隔を制御しても良い。さらに、ビーコン信号の送出の態様をトラフィック等に応じて制御しても良い。例えば周波数帯Ａのビーコン信号を２回連続して送信したら周波数帯Ｂのビーコン信号を１回送信するような態様も可能である。
【００５４】
図１０において、参照符号１１は、アクセスポイントの一例を示す。図１０の構成例は、物理層１１ａが二つの周波数帯のＲＦ部を共用できる場合である。アンテナは、共用または分離の何れの構成も可能である。例えば周波数帯Ａが５．２ＧＨｚ帯で、周波数帯Ｂが４．９ＧＨｚ帯のように、比較的近い周波数帯の二つの無線ＬＡＮ方式を切り替える場合では、比較的容易にＲＦ部を共用することができる。
【００５５】
周波数帯Ｂの無線ＬＡＮ方式の時には、媒体アクセス制御層１１ｂにＰＣＦブロック１１ｅによる機能を付加的に動作させるだけで良い。すなわち、ＰＣＦブロック１１ｅは、ビーコン信号を受信しなかった場合には、送信を行わない機能と、ビーコン信号の間隔をダイナミックに制御する機能とを有している。優先制御機能１１ｆは、前回のビーコンフレームで送信したＣＴＳに対するデータを受信していない場合に、優先的にＣＴＳを送出する機能である。
【００５６】
図１１において、参照符号２１は、アクセスポイントの他の例を示す。図１１の構成例は、物理層が二つの周波数帯のＲＦ部２２ａおよび２２ｂに分かれている場合である。ＲＦ部２２ａおよび２２ｂと媒体アクセス制御層２１ｂとの間に、スイッチ部２３が配される。スイッチ部２３を切り替えることによって、一方のＲＦ部からのデータを処理する。スイッチ部２３の切り替えと、ＰＣＦブロック２１ｅの機能のオン／オフとが連動される。すなわち、周波数帯Ｂの無線ＬＡＮ方式をスイッチ部２３が選択する場合に、ＰＣＦブロック２１ｅの機能をオンさせる。また、スイッチ部２３の切り替えの情報が媒体アクセス制御層２１ｂに付加された優先制御機能２１ｆに伝達される。
【００５７】
上述したこの発明の一実施形態によれば、既存の５．２ＭＨｚ帯を使用したＩＥＥＥ８０２．１１ａ準拠の無線ＬＡＮと、その周波数帯に近い周波数帯例えば４．９ＭＨｚ帯のＩＥＥＥ８０２．１１ａ準拠の新規な無線ＬＡＮとに対して、１つのアクセスポイントで対応できる。したがって、既存の方式は、従来通りの屋内でのアクセスが可能となると共に、新たな方式の端末装置を屋外から自宅、オフィスなどに持ち込んだ場合、またはその逆に新たな方式の端末装置を屋外へ持ち出した場合に、この発明が適用されたアクセスポイントに対してシームレスに接続でき、非常に便利となる。
【００５８】
端末装置を使用するユーザは、通信媒体の変更を意識せずに、シームレスにネットワークに接続でき、また、屋内の既存無線ＬＡＮ方式の端末機器に対しても何ら変更を加える必要がなく、従来と同等のアクセスを行うことが可能となる。特に、５．２ＧＨｚ帯は、屋外利用が禁止されているアンライセンスバンドであるため、利用場所が限られている。他の通信システムと組み合わせて利用場所を広げるようなサービスがこの発明によって実現でき、既存システムの不便さを解消できる。
【００５９】
この発明の一実施形態を用いれば、既存のアクセスポイントに対して機能を追加的に付加するのみで、二つの無線ＬＡＮ方式に共用のアクセスポイントを容易に実現することができる。したがって、アクセスポイントを新規に開発するための工数が少なくて済み、比較的ローコストで二つの無線ＬＡＮ方式に共用できるアクセスポイントを実現できる。
【００６０】
さらに、この発明の一実施形態では、例えば周波数帯Ａのアクセス可能期間にＣＴＳ（送信許可）を送出した時に、そのＣＴＳに対する応答パケットが受信されてないことを記憶し、次の周波数帯Ａの期間になると、ビーコン信号（Ｂ）の後に、他の種類のデータパケットに対して優先的にＣＴＳを送出している。それによって、アクセス可能期間が切り替わった直ちに無線端末がＣＴＳを受け取ってデータパケットを再送でき、効率を向上できる。
【００６１】
この発明は、上述したこの発明の一実施形態および他の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えばＣＳＭＡ−ＣＡ方式に限らず、送信要求に対して送信許可を送出し、送信許可を受け取った端末がデータパケットを基地局へ送出する他の無線ＬＡＮ方式に対してこの発明を適用できる。また、物理層が２種類に限らず、３種類以上ある場合に対してもこの発明を適用できる。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、異なる物理層の無線端末装置に対して無線基地局（アクセスポイント）を共通とすることができ、各物理層に対応して無線基地局を設置するのと比較して、無線基地局の設置コストを大幅に低減できる。一方、既存の端末装置に対しては、何ら構成の変更を要求するものではないので、既存の端末装置と新たな方式の端末装置とが混在するシステムへ無線基地局を容易に導入できる。
【００６３】
この発明によれば、既存の無線基地局に対して機能を追加的に付加するのみで、二つの無線ＬＡＮ方式に共用の無線基地局を容易に実現することができる。具体的には、媒体アクセス制御層に軽微な変更を加えるのみで対応することができるので、機能付加によって、処理量、メモリ容量、消費電力、プログラムサイズ等が増大することがない。したがって、無線基地局を新規に開発するための工数が少なくて済み、比較的ローコストで二つの無線ＬＡＮ方式に共用できる無線基地局を実現できる。
【００６４】
また、この発明では、無線ＬＡＮ方式の既存の方式が屋内専用であり、新たな方式が屋内および屋外で使用できる場合に、屋外にこの発明による無線基地局を設置することによって、既存の方式は、従来通りの屋内でのアクセスが可能となると共に、新たな方式の端末装置を屋外から自宅、オフィスなどに持ち込んだ場合、またはその逆に新たな方式の端末装置を屋外へ持ち出した場合に、この発明が適用されたアクセスポイントに対してシームレスに接続でき、非常に便利となる。勿論、屋内にこの発明による無線基地局を設置して、屋内で二つの無線ＬＡＮ方式を使用可能とできる。
【００６５】
さらに、この発明では、通信チャンネルの切り替えによって発生するパケット再送処理の手順を効率的なものとすることによって、効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態のシステムの全体構成を示す略線図である。
【図２】既存のＣＳＭＡ方式のアクセスポイントの動作（再送制御動作）のタイミングの一例を説明するタイミングチャートである。
【図３】この発明の一実施形態において、端末装置からのアクセスがあった場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】この発明の一実施形態において、端末装置が周波数帯Ｂのビーコン信号を受信できなかった場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】この発明と比較される参考例における端末装置からアクセスポイントへのデータ送出の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】この発明の一実施形態における端末装置からアクセスポイントへのデータ送出の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】この発明の一実施形態における送出パケット決定処理の流れを示す略線図である。
【図８】この発明の一実施形態におけるビーコン信号の間隔の制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】この発明の一実施形態におけるビーコン信号の間隔の制御処理の流れを示す略線図である。
【図１０】この発明によるアクセスポイントの構成例を示すブロック図である。
【図１１】この発明によるアクセスポイントの他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１・・・アクセスポイント（無線基地局）、２，３・・・端末装置、１ａ，２ａ，３ａ・・・物理層、１ｂ，２ｂ，３ｂ・・・媒体アクセス制御層、１ｃ，２ｃ，３ｃ・・・上位層
【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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