(57)【要約】【課題】無線ＬＡＮシステムなどの通信システムを運用する場合に、効率の良いパケット構築ができるようにする。【解決手段】所定の無線ネットワークで他の通信装置と無線通信を行う場合に、メディアアクセスコントロール層で規定されるオーバーヘッド情報を、共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダと、ペイロード毎に必要な情報のヘッダとに分けて構成し、共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダに、アドレス情報を付加する処理を行って、その生成されたヘッダを、送信データに付加して送信させるようにした。このようにしたことで、例えば複数のデータペイロードを１つにまとめた物理バーストを構成する場合に、無駄なアドレス情報のくり返しを省いたフレーム構成を得ることができる。【選択図】      図６
2004343567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の無線ネットワークで他の通信装置と無線通信を行う無線通信装置において、
メディアアクセスコントロール層で規定されるオーバーヘッド情報を、共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダと、ペイロード毎に必要な情報のヘッダとに分けて構成し、前記共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダに、アドレス情報を付加する処理を行うヘッダ生成手段と、
前記ヘッダ生成手段で生成されたヘッダを、送信データに付加して送信させる無線送信手段とを備えた
無線通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信装置において、
前記ヘッダ生成手段は、ペイロード毎に必要な情報のヘッダにシーケンス情報を付加する
無線通信装置。
【請求項３】
請求項１記載の無線通信装置において、
前記無線送信手段は、前記共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダを、所定の固定された通信レートで送信し、前記ペイロード毎に必要な情報のヘッダを、可変通信レートで送信する
無線通信装置。
【請求項４】
請求項３記載の無線通信装置において、
前記ヘッダ生成手段は、物理層での処理のために使うパラメータが記載されたヘッダで、前記通信レートを指定する
無線通信装置。
【請求項５】
請求項１記載の無線通信装置において、
前記ヘッダ生成手段は、前記共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダに、送信元のアドレス情報、受信先のアドレス情報、フレーム種類情報、再送制御情報、フラグメントサイズ情報、誤り検出符号のいずれか１つ又は複数を配置した
無線通信装置。
【請求項６】
請求項２記載の無線通信装置において、
前記ヘッダ生成手段は、前記ペイロード毎に必要な情報のヘッダに、シーケンス番号情報、ペイロード長情報、フラグメント番号情報、のいずれか１つ又は複数を配置した
無線通信装置。
【請求項７】
請求項１記載の無線通信装置において、
データペイロードが複数存在する場合に、前記ヘッダ生成手段は、データペイロードのそれぞれに前記ペイロード毎に必要な情報のヘッダを生成すると共に、１つの共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダを生成し、
前記無線送信手段は、前記ヘッダ生成手段で生成されたそれぞれのヘッダを付加して無線送信を行う
無線通信装置。
【請求項８】
請求項１記載の無線通信装置において、
データペイロードを所定の情報長でフラグメント化する送信データ処理手段を備え、
前記送信データ処理手段でフラグメント化されたデータのそれぞれに対して、前記ヘッダ生成手段で前記ペイロード毎に必要な情報のヘッダを生成すると共に、１つの共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダを生成し、
前記無線送信手段は、前記ヘッダ生成手段で生成されたそれぞれのヘッダを前記送信データ処理手段でフラグメント化されたデータに付加して無線送信を行う
無線通信装置。
【請求項９】
請求項１記載の無線通信装置において、
前記ヘッダ生成手段は、前記無線ネットワークにおけるアクセス制御情報を、前記共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダとして生成する
無線通信装置。
【請求項１０】
請求項９記載の無線通信装置において、
データと前記共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダとして生成されたアクセス制御情報をあわせて送信する場合に、
前記ヘッダ生成手段は、データに対して前記ペイロード毎に必要な情報のヘッダ及び前記共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダを生成し、
前記無線送信手段は、前記ヘッダ生成手段で生成されたヘッダ及びデータに前記アクセス制御情報を付加して無線送信を行う
無線通信装置。
【請求項１１】
所定の無線ネットワークで無線通信を行う無線通信方法において、
メディアアクセスコントロール層で規定されるオーバーヘッド情報を、共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダと、ペイロード毎に必要な情報のヘッダとに分けて構成し、前記共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダに、アドレス情報を付加する処理を行い、生成されたそれぞれのヘッダを付加して無線送信を行う
無線通信方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の無線通信方法において、
前記ペイロード毎に必要な情報のヘッダにシーケンス情報を付加する
無線通信方法。
【請求項１３】
請求項１１記載の無線通信方法において、
前記共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダを、所定の固定された通信レートで送信し、前記ペイロード毎に必要な情報のヘッダを、可変通信レートで送信する
無線通信方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の無線通信方法において、
物理層での処理のために使うパラメータが記載されたヘッダで、前記通信レートを指定する
無線通信方法。
【請求項１５】
請求項１１記載の無線通信方法において、
前記共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダに、送信元のアドレス情報、受信先のアドレス情報、フレーム種類情報、再送制御情報、フラグメントサイズ情報、誤り検出符号のいずれか１つ又は複数を配置した
無線通信方法。
【請求項１６】
請求項１２記載の無線通信方法において、
前記ペイロード毎に必要な情報のヘッダに、シーケンス番号情報、ペイロード長情報、フラグメント番号情報、のいずれか１つ又は複数を配置した
無線通信方法。
【請求項１７】
請求項１１記載の無線通信方法において、
データペイロードが複数存在する場合に、データペイロードのそれぞれに前記ペイロード毎に必要な情報のヘッダを生成すると共に、１つの共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダを生成して、無線送信を行う
無線通信方法。
【請求項１８】
請求項１１記載の無線通信方法において、
データペイロードを所定の情報長でフラグメント化し、フラグメント化されたデータのそれぞれに対して、ペイロード毎に必要な情報のヘッダを生成すると共に、１つの共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダを生成する
無線通信方法。
【請求項１９】
請求項１１記載の無線通信方法において、
前記無線ネットワークにおけるアクセス制御情報を、前記共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダとして生成する
無線通信方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の無線通信方法において、
データと前記共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダとして生成されたアクセス制御情報をあわせて送信する場合に、
データに対して前記ペイロード毎に必要な情報のヘッダ及び前記共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダを生成し、
生成されたヘッダ及びデータに前記アクセス制御情報を付加して無線送信を行う
無線通信方法。
【請求項２１】
所定の無線ネットワークで無線通信を行う処理を行うプログラムにおいて、
送信信号として、メディアアクセスコントロール層で規定されるオーバーヘッド情報を、共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダと、ペイロード毎に必要な情報のヘッダとに分けて構成し、前記共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダに、アドレス情報を付加する処理を実行する
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばデータ通信などを行う無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：構内情報通信網）システムに適用して好適な、通信装置、通信方法及びその通信処理を実行するプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、所定の伝送単位のパケットを集合化して送信する無線通信においては、伝送単位毎のパケット情報は、予め決められた構成としてあり、そのパケット情報を全てのパケットに付加して送信する方法が一般的であった。
【０００３】
一方、一般的な無線通信システムにおけるレート可変伝送方法における従来処理として、フォールバックと呼ばれるメカニズムにより、伝送が可能と思われる最も高いレートで送信を行ない、誤りが生じた場合に所定のレートに低減して再送を行なう通信方法が一般に知られている。
【０００４】
これらの無線通信システムにおけるレート可変制御方法では、所定のフレームフォーマットに基づいて、ヘッダ情報としてペイロード部分が変調処理されるレートの情報を構成し、ヘッダ情報を復号できた場合にその変調処理されるレートに切り替えて所望のペイロード部分を復号する方法が考えられていた。
【０００５】
ところで、従来からの無線通信システムでは、無線通信に利用される信号の周波数帯域幅によって伝送可能な速度がほぼ決定されていた。
【０００６】
つまり、ある無線通信システムでは、伝送されるアプリケーションの速度もその周波数帯域幅に依存してほぼ決められていたため、例えば、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  ）８０２．１１ｂ  準拠の無線通信システムでは、およそ数メガビット／秒の速度が利用され、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ  準拠の無線通信システムでは、およそ数十メガビット／秒の速度が利用されるように設計されていた。
【０００７】
そのため、それぞれの無線通信システムに最適化したフラグメント処理や、フレーム構造が、それぞれのシステム毎に唯一の方式として用意されていた。
【０００８】
図１８は、既存技術のデータフレーム構成例として、小電力データ通信システム／ワイヤレス１３９４システム（ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７２  ）に定義されている（規格書の１０２ページ）、ＭＡＣヘッダの構成を図示したものである。
【０００９】
この無線通信システムではＭＡＣヘッダとして、パケットタイプ、送信元ステーションＩＤ、送信先ステーションＩＤ、中継ステーションＩＤ、Ｂ／Ｅ  フラグ、シーケンス番号、データ長（Ｌｅｎｇｔｈ）などの情報から構成されている。
【００１０】
このような既存の無線通信システムでは、ＭＡＣヘッダ情報として、受信先や送信元などのアドレス情報や、シーケンス番号や情報長、フラグメントの有無を示した情報などが混在して構成されていることがわかる。
【００１１】
図１９は、既存技術のデータフレーム構成例として、ＩＥＥＥ  Ｄｒａｆｔ  Ｐ８０２．１５．３  ／Ｄ１６（１０９ページ）に定義されているフレームフォーマットのＭＡＣヘッダとフレームボディを示す。
【００１２】
図中、ＭＡＣヘッダとして、フレームコントロール（２  Ｏｃｔｅｔｓ）、ＰＮＩＤ（２  Ｏｃｔｅｔｓ）ディスティネーションＤＥＶ  ＩＤ（１  Ｏｃｔｅｔ  ）、ソース  ＤＥＶ  ＩＤ（１  Ｏｃｔｅｔ  ）、フラグメンテイションコントロール（３  Ｏｃｔｅｔｓ）、ストリームインデックス（１  Ｏｃｔｅｔ  ）から構成されている。
【００１３】
この場合、アドレス情報は全て、ＤＥＶ  ＩＤ（デバイス識別子）によって示されているのが特徴である。さらに、所定のフラグメント処理については、フラグメンテイションコントロールフィールドの所定のビットで内容が表わされる構成になっている。また、このＭＡＣヘッダのほかに、データペイロードとしてのフレームボディ（可変長）と、誤り検出のためのＦＣＳ（４  Ｏｃｔｅｔｓ）によって、フレームが構成される。さらにＭＡＣヘッダとＭＡＣフレームの間に図示されていないが、ＨＣＳ（ヘッダーチェックシーケンス）などが適宜付加されて構成される。
【００１４】
図２０は、既存技術のデータフレーム構成例として、ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１１，  １９９９  版（３４ページ）において定義されているフレームフォーマットを示す。
【００１５】
ここでは、ＭＡＣヘッダが、フレームコントロール（２  Ｏｃｔｅｔｓ）、デュレイションＩＤ（２  Ｏｃｔｅｔｓ）、アドレス１（６  Ｏｃｔｅｔｓ）、アドレス２（６  Ｏｃｔｅｔｓ）、アドレス３（６  Ｏｃｔｅｔｓ）、シーケンスコントロール（２  Ｏｃｔｅｔｓ）、アドレス４（６  Ｏｃｔｅｔｓ）、から構成され、これにデータペイロードであるフレームボディ（０−２３１２  Ｏｃｔｅｔｓ  ）と、ＦＣＳ（４  Ｏｃｔｅｔｓ）とから構成される。
【００１６】
なお、ここでの構成におけるアドレス１からアドレス４のアドレスフィールドは、必要に応じて、ソースアドレス、ディスティネーションアドレスなどに適宜割り振られる構成になっている。また、シーケンス番号情報などは、シーケンスコントロールフィールドに記載される構成になっている。
【００１７】
図２１は、既存のフラグメント処理の実施例として、ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１１，  １９９９  版（７１頁）にて規定されている構成を示す。
【００１８】
ここでは、所定のＭＳＤＵがフラグメント０からフラグメント３の４つに分割され、それぞれにＭＡＣヘッダとＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ  ）が付加される様子が示されている。この様にフラグメント処理を施した場合、それぞれにＭＡＣヘッダ情報が付加されることが判る。
【００１９】
図２２は、従来技術による複数のＭＡＣフレーム情報を１つのＰＨＹバーストとして構成する例を示す。ここでは、シーケンス  ＃１から、シーケンス＃３までが、一旦生成されたＭＡＣヘッダとＦＣＳ（：ＣＲＣ）を付加したまま、１つのバーストが形成されることを表わしている。つまり、シーケンス＃１のＭＡＣヘッダとシーケンス＃２のＭＡＣヘッダとシーケンス＃３のＭＡＣヘッダがそれぞれ多重化されて存在することになる。
【００２０】
このような構成であっても、データペイロードのシーケンス番号やフラグメント情報などは、それぞれに１つづつ必要であるが、受信先アドレス情報や、送信元アドレス情報などは、１つのものを利用する構成であることがわかる。
【００２１】
特許文献１は、このようなヘッダ構成の一例についての開示がある。
【００２２】
【特許文献１】
特開平１０−２４７９４２号公報
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来からのフレームフォーマットでは、ＭＡＣヘッダ部分もそのまま多重化されることが一般的であり、ＭＡＣヘッダ部分にアドレス情報などの冗長なフィールドが、必要以上に含まれてしまうという問題があった。
【００２４】
所定の伝送単位のパケットを集合化して転送する場合に、パケット化された情報には、ヘッダ情報として宛先情報などの同じ情報もパケットごとに含んで送られてしまうため、これらのヘッダ情報が冗長であるという問題があった。
【００２５】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、無線ＬＡＮシステムなどの通信システムを運用する場合に、効率の良いパケット構築ができるようにすることを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定の無線ネットワークで他の通信装置と無線通信を行う場合に、メディアアクセスコントロール層で規定されるオーバーヘッド情報を、共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダと、ペイロード毎に必要な情報のヘッダとに分けて構成し、共通のアクセス制御に必要な情報のヘッダに、アドレス情報を付加する処理を行って、その生成されたヘッダを、送信データに付加して送信させるようにしたものである。
【００２７】
このようにしたことで、例えば複数のデータペイロードを１つにまとめた物理バースト（ＰＨＹバースト）を構成する場合に、無駄なアドレス情報のくり返しを省いたフレーム構成を得ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、図１〜図１７を参照して説明する。
【００２９】
本実施の形態において想定している通信の伝播路は無線であり、かつ単一の伝送媒体（周波数チャネルによりリンクが分離されていない場合）を用いて、複数の機器間でネットワークを構築する場合としてある。但し、複数の周波数チャネルが伝送媒体として存在する場合であっても、同様のことがいえる。また、本実施の形態で想定している通信は蓄積交換型のトラヒックであり、パケット単位で情報が転送される。また、本実施の形態におけるネットワークは、アドホックネットワークとしてあり、ネットワーク内の各通信局を統括して管理する制御局は存在しないネットワークとしてある。但し、後述するように、制御局が存在するネットワーク構成に本発明を適用することも可能である。
【００３０】
図１は、本実施の形態による無線通信システムを構成する通信装置（通信局）の配置例である。ここでは、通信装置１，２，‥‥７の７台の通信装置が、同一空間上に分布している様子を表わしている。
【００３１】
図１では、各通信装置１，２，‥‥７の通信範囲１ａ，２ａ，‥‥７ａを破線で示してあり、その範囲内にある他の通信装置と互いに通信ができるのみならず、自己の送信した信号が干渉する範囲として定義される。即ち、
・通信装置１は近隣にある通信装置２，３，７と通信可能な範囲にある。
・通信装置２は近隣にある通信装置１，３と通信可能な範囲にある。
・通信装置３は近隣にある通信装置１，２，５と通信可能な範囲にある。
・通信装置４は近隣にある通信装置５と通信可能な範囲にある。
・通信装置５は近隣にある通信装置３，４，６と通信可能な範囲にある。
・通信装置６は近隣にある通信装置５と通信可能な範囲にある。
・通信装置７は近隣にある通信装置１と通信可能な範囲にある。
【００３２】
そして、本実施の形態においては、各通信装置が、周囲にある他の通信装置との間で、互いに影響を考慮しながら１つの無線伝送路を時分割で利用するアクセス制御処理を行うものである。
【００３３】
図２は、本例のシステムに適用される通信局を構成する無線通信装置の構成例を示したブロック図である。この無線通信装置は、この無線通信装置に接続される機器（図示せず）との間で各種情報の交換を行なうためのインターフェース１１を備え、その接続された機器からインターフェース１１に送られてきたデータや、無線伝送路を介して受信したデータを一時的に格納しておくデータバッファ１２を有する。
【００３４】
また、この無線通信装置での一連の情報送信・受信処理の管理と伝送路のアクセス制御を一元的に行なう中央制御部１０を有する。この中央制御部１０の制御で送信処理を実行する処理部として、送信データからフレームバーストを生成するバースト生成部１３と、共通ＭＡＣヘッダ情報ならびに制御情報を生成する、共通ヘッダ情報・制御情報生成部１４と、これらの情報を送信処理する無線送信部１６とを有する。本例のバースト生成部１３は、所定の単位でサブヘッダ情報を生成するサブヘッダ生成１３ａを備える。無線送信部１６で送信するパケットには、プリアンブル挿入部１７で指示されたプリアンブルを挿入する。
【００３５】
中央制御部１０の制御で受信処理を実行する処理部としては、受信信号を得る無線受信部２０と、無線受信部２０で受信された信号から、共通ヘッダ情報及び制御情報を解析する共通ヘッダ情報・制御情報解析部２１と、バースト解析部２２とを有する。受信処理部２０での受信は、プリアンブル検出部１９でのプリアンブルの検出に基づいたタイミングで実行される。
【００３６】
無線送信部１６での送信処理と無線受信部２０での受信処理は、アクセス制御部１５の制御に基づいてタイミングが設定される。無線送信部１６では、例えばウルトラワイドバンド信号（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ信号：ＵＷＢ  信号）として変調処理を行い、無線受信部２０では、例えばウルトラワイドバンド信号の復調処理を行って、復調されたデータを後段の回路に供給する。無線送信部１６と無線受信部２０には、無線信号の送信及び受信を行うアンテナ１８が接続してある。なお、送信と受信で別のアンテナを用意しても良く、或いは複数のアンテナを備えていわゆるダイバーシティ受信を行うようにしても良い。
【００３７】
共通ヘッダ情報・制御情報解析部２１は、受信できた信号から共通ヘッダ部を抽出し、その情報を解析する。また、バースト解析部２２は、その受信した共通ヘッダ情報から受信データバーストの構成を解析する。バースト解析部２２は、さらに受信データバーストの中のサブヘッダの解析を行なうサブヘッダ解析部２２ａを備える。そして、バースト解析部２２でサブヘッダ単位で受信できたデータを識別し、その受領確認のＡＣＫ情報を生成するＡＣＫ情報生成部２３を備える。また、中央制御部１０には、情報記憶部２４が接続してあり、この情報記憶部２４の記憶領域として、アクセス制御情報記憶部２４ａと、バーストの構成に必要なレート情報記憶部２４ｂが用意されている。
【００３８】
なお、ここでは、無線通信方式として、ＵＷＢ  方式を例にして説明したが、例えば無線ＬＡＮに適用可能な、比較的近距離の通信に適したその他の各種通信方式を適用することもできる。具体的には、ＵＷＢ  方式以外の方式として、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ  ：直交周波数分割多重）方式、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多元接続）方式などが適用可能である。
【００３９】
次に、本例のネットワーク内の各無線通信装置での伝送状態について、図３〜図１３を参照して説明する。まず、図３に、本例のシステムに適用されるフレーム構成例（１単位の伝送スーパーフレーム周期）を示す。本例の場合には、１スーパーフレーム周期は、各無線通信装置からのビーコン信号Ｂの送信によって規定され、無線通信装置ごとに同じ周期と異なるオフセットタイミングが設定される。つまり、それぞれの無線通信装置で異なるビーコン送信位置が設定されることで、自律分散型のアドホック無線ネットワークが形成される構成になっている。各無線通信装置では、ビーコン信号Ｂを送信すると、その送信から一定の期間は、自己受信領域となる。
【００４０】
次に、図４を参照して、本例のＲＴＳ／ＣＴＳ  制御によるデータ伝送シーケンスのデータ伝送例を示す。ここでは、送信元装置（Ｔｘデバイス：図４（ａ））から受信先装置（Ｒｘデバイス：図４（ｂ））へデータフレームの送信を行なう場合のシーケンスを表わしている。
【００４１】
ここでは、送信元装置から受信先装置へ送信要求（ＲＴＳ  ）を送信し、受信先装置から送信元装置へ所定の時間（ＳＩＦＳ）経過後に、確認通知（ＣＴＳ  ）を返送し、送信元装置から受信先装置へ所定の時間（ＳＩＦＳ）経過後に、データフレームの送信が行なわれ、受信先装置から送信元装置へ所定の時間（ＳＩＦＳ）経過後に、受領確認（ＡＣＫ  ）が返送される、構成を示している。
【００４２】
図５は、本例によるデータフレーム構成の概要を示した図である。本例においては、物理ヘッダであるＰＨＹヘッダに続いて、共通ＭＡＣ（メディアアクセスコントロール）ヘッダを配置し、さらにその共通ＭＡＣヘッダに対するヘッダチェックシーケンス（ＨＣＳ）を配置し、その後に、サブＭＡＣヘッダと、データペイロードと、フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）を配置するようにしたものである。ここで、ＰＨＹヘッダと共通ＭＡＣヘッダとＨＣＳについては、既存の符号化率による固定された通信レートでの伝送を行い、サブＭＡＣヘッダとデータペイロードとＦＣＳについては、そのときに伝送可能な符号化率による可変の通信レートで伝送を行う。このようにしたことで、ＰＨＹヘッダと共通ＭＡＣヘッダについては、送信元装置から比較的離れた位置の無線通信装置にも伝送でき、サブＭＡＣヘッダとデータペイロードとＦＣＳについては、受信先装置に良好に伝送ができる。
【００４３】
図６は、本例によるデータフレーム構成を示した図である。このデータフレーム（バースト）構成は、プリアンブルと、物理ヘッダであるＰＨＹヘッダ、共通ＭＡＣ（メディアアクセスコントロール）ヘッダ、サブＭＡＣヘッダ、データペイロード、フレームチェックシーケンス（：ＦＣＳ  ）から構成されている。
【００４４】
プリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）は、全無線通信装置で共通となる所定の既知シーケンスから構成されており、非同期データ通信を行なう場合のデータの同期を行なう目的で付加されている。
【００４５】
物理層での処理に使用されるヘッダであるＰＨＹヘッダの構成は、このデータフレーム（バースト）に含まれるフレームの種類（フレームタイプ：８ビット）、バーストの総情報長（トータルデータ長：１２ビット）、データペイロード部の設定レート情報（レート：４ビット）、このデータフレーム（バースト）の持続時間（デュレイション：６ビット）、パリティービット（パリティ：２ビット）から構成されている。ここでのビット数は、一例である。また、データペイロード部の設定レート情報は、サブＭＡＣヘッダの伝送レートをも示している。
【００４６】
ＭＡＣヘッダは、ネットワーク内でのアクセス制御に必要なヘッダであり、本例のＭＡＣヘッダは、共通ＭＡＣヘッダとサブＭＡＣヘッダに分かれて構成されている。共通ＭＡＣヘッダには、受信装置のアドレス（受信アドレス：６バイト）、送信装置のアドレス（送信アドレス：６バイト）、このＭＡＣフレームの種類を示すフレーム形式（フレームタイプ：１バイト）、このデータの受領確認のために要求するＡＲＱの形式（ＡＲＱ  タイプ：１バイト）、データペイロードのフラグメントサイズ（フラグメントサイズ：２バイト）、ヘッダーチェックシーケンス（ＨＣＳ：４バイト）から構成されている。ここでのバイト数は、一例である。
【００４７】
サブＭＡＣヘッダには、ペイロード長（ペイロードデータ長：２バイト）、シーケンス番号（１バイト）、フラグメントした場合のシーケンス番号（フラグメントシーケンス番号：１バイト）から構成される。ここでのバイト数も、一例である。なお、必要であればこのサブＭＡＣヘッダ部分の誤り検出のためにヘッダーチェックシーケンス（ＨＣＳ：４バイト）が付加されても良い（図示せず）。
【００４８】
なお、この無線通信システムに利用可能なＡＲＱの形式としては、ストップアンドウエイト−ＡＲＱ（Ｓｔｏｐ  ａｎｄ  Ｗａｉｔ−ＡＲＱ：ＳＷ−ＡＲＱ）、ゴウバックＮ−ＡＲＱ  （Ｇｏ  Ｂａｃｋ  Ｎ−ＡＲＱ  ：ＧＢＮ−ＡＲＱ  ）、セレクティブリピート−ＡＲＱ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｒｅｐｅａｔ‐ＡＲＱ  ：ＳＲ−ＡＲＱ）などがある。
【００４９】
図７は、データペイロードが多重化されている場合のデータフレームの構成例である。この場合には、データフレーム（バースト）構成は、一般のデータフレームと同様に、１つのプリアンブルと、ＰＨＹヘッダ（ＰＨＹＨ）、共通ＭＡＣヘッダ（ＣＭＨ）から構成されているが、これに複数のサブＭＡＣヘッダ（ＳＭＨ）、データペイロード、フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）から構成されている。共通ＭＡＣヘッダやサブＭＡＣヘッダなどの具体的な構成は、例えば図５に示した構成である。
【００５０】
このなかで、各データペイロードは、サブＭＡＣヘッダに記載されるシーケンス番号（シーケンス＃１，＃２，＃３）毎に管理され、それぞれがペイロード長（ペイロードデータ長）で構成されており、データペイロードの後のフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）で誤り検出や誤り訂正が可能となっている。
【００５１】
これより、宛先が同じデータフレームを効率良く１つのバーストにまとめた伝送が可能となっている。
【００５２】
図８は、本例によるフラグメントデータのフレーム構成を示す。このデータフレーム（バースト）構成は、一般のデータフレームと同様に、１つのプリアンブルと、ＰＨＹヘッダ（ＰＨＹＨ）、共通ＭＡＣヘッダ（ＣＭＨ）から構成されているが、これに複数のサブＭＡＣヘッダ（ＳＭＨ）、データペイロード、フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）から構成されている。
【００５３】
このなかで、共通ＭＡＣヘッダに記載されたフラグメント長（Ｆｒａｇｍｅｎｔ  Ｓｉｚｅ  ）情報に基づき、データペイロードがフラグメント化（ここでは３つのパートに分割）され、それぞれが１つのデータペイロードとして扱われる。
【００５４】
また、それぞれのデータペイロードには、サブＭＡＣヘッダ（ＳＭＨ）とフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）が付加されて、それぞれに誤り検出や誤り訂正が可能となり、このフラグメント単位での再送制御が可能な構成となっている。
【００５５】
ここでは末尾のペイロードのみがフラグメント長に満たないため、サブＭＡＣヘッダのペイロード長（Ｐａｙｌｏａｄ  Ｌｅｎｇｔｈ）で、そのことが示されている。
【００５６】
図９は、本例による共通ＭＡＣヘッダを使ったＡＣＫフレームフォーマットを示す。このＡＣＫフレームはデータの受領確認を返送するために情報受信先から情報送信元へ返送されるＡＣＫ情報であり、図４に示したように送信される。
【００５７】
図９に示したＡＣＫフレームは、プリアンブル、ＰＨＹヘッダ、共通ＭＡＣヘッダから構成されていて、一般のデータフレーム（バースト）構成の共通ＭＡＣヘッダと同等の構成を取ることにより、受信処理を簡素化することができる。
【００５８】
本例のＡＣＫフレームには、受信装置のアドレス（受信アドレス：６バイト）、送信装置のアドレス（送信アドレス：６バイト）、このＭＡＣフレームの種類を示すフレーム形式（フレームタイプ：１バイト）、ＡＣＫシーケンス番号（ＡＣＫ  シーケンス）、ＡＣＫシーケンスをフラグメント化した場合に受領できた物を示すビットマップ情報（ＡＣＫビットマップ：２バイト）、さらに、このＡＣＫフレームの誤り検出を行なうヘッダーチェックシーケンス（ＨＣＳ：４バイト）から構成されている。バイト数は一例を示したものである。
【００５９】
図１０に、本例による共通ＭＡＣヘッダを使ったＲＴＳフレームフォーマットを示す。このＲＴＳフレームはデータ伝送に先立ち、データの送信元装置から受信先装置へ送られる送信要求信号であり、図４に示すように送信される。
【００６０】
図１０に示したＲＴＳフレームは、プリアンブル、ＰＨＹヘッダ、共通ＭＡＣヘッダから構成されていて、図６に示した一般のデータフレーム（バースト）構成の共通ＭＡＣヘッダと同等の構成を取ることにより、受信処理を簡素化することができる。
【００６１】
本例のＲＴＳフレームには、受信装置のアドレス（受信アドレス：６バイト）、送信装置のアドレス（送信アドレス：６バイト）、このＭＡＣフレームの種類を示すフレーム形式（フレームタイプ：１バイト）、送信しようとするデータがキューイング（Ｑｕｅｕｉｎｇ  ）されている量（キューイングサイズ：２バイト）、将来の拡張のための未定義領域（１バイト）、さらに、このＲＴＳフレームの誤り検出を行なうヘッダーチェックシーケンス（ＨＣＳ：４バイト）から構成されている。
【００６２】
図１１に、本例による共通ＭＡＣヘッダを使ったＣＴＳフレームフォーマットを示す。このＣＴＳフレームはデータ伝送に先立ち、データの受信先装置から送信元装置へ送られる送信可能信号であり、例えば図４に示すように送信される。
【００６３】
この図１１に示したＣＴＳフレームは、プリアンブル、ＰＨＹヘッダ、共通ＭＡＣヘッダから構成されていて、一般のデータフレーム（バースト）構成の共通ＭＡＣヘッダと同等の構成を取ることにより、受信処理を簡素化することができる。
【００６４】
本例のＣＴＳフレームには、受信装置のアドレス（受信アドレス：６バイト）、送信装置のアドレス（送信アドレス：６バイト）、このＭＡＣフレームの種類を示すフレーム形式（フレームタイプ：１バイト）、通信が可能なレート情報（アベイラブルレート：１バイト）、将来の拡張のための未定義領域（２バイト）、さらに、このＲＴＳフレームの誤り検出を行なうヘッダーチェックシーケンス（ＨＣＳ：４バイト）から構成されている。
【００６５】
図１２は、本例による制御情報フレームとデータフレームとを一体化してバーストを構成した例を示す。
【００６６】
この例では、プリアンブルとＰＨＹヘッダに続いて、制御情報フレームとして、ＲＴＳフレームを配置してある。このＲＴＳフレームは、例えば図１０に示した構成が適用できる。そして、その後に、データフレームとして、共通ＭＡＣヘッダとサブＭＡＣヘッダと、データペイロードと、ＦＣＳを配置する。共通ＭＡＣヘッダやサブＭＡＣヘッダについては、図６に示した構成が適用できる。
【００６７】
図１２では、制御情報フレームとしてＲＴＳフレームとした例としたが、その他のフレーム（ＡＣＫフレーム，ＣＴＳフレームなど）を、データフレームと一体化させても良い。また、このような構成のバーストの場合には、制御情報フレームと共通ＭＡＣヘッダとして、固定された通信レートを適用して、サブＭＡＣヘッダ以降を、その可変通信レートとすることができる。また、図１２では、制御フレームがデータフレームの前に付加されている例を示したが、データフレームの後に付加されても良い。
【００６８】
図１３は、制御フレームを多重化してバーストを構成した例を示す。この例では、プリアンブルとＰＨＹヘッダに続いて、第１の制御情報フレームとしてＡＣＫフレームを配置し、さらに第２の制御情報フレームとしてＣＴＳフレームを配置してある。ＡＣＫフレームやＣＴＳフレームは、図９，図１１に示した構成が適用できる。その他の制御情報フレームを組み合わせても良い。
【００６９】
次に、本例のネットワーク内の各無線通信装置での、中央制御部１０の制御による通信動作の処理例を、図１４〜図１７のフローチャートを参照して説明する。まず、図１４のフローチャートにより本例の通信装置の全体的な動作を説明すると、インターフェース１１に接続された機器からのデータを受理したかを判断する（ステップＳ１）。この判断でデータを受理した場合に、そのデータが無線送信可能であるか判断する（ステップＳ２）。この場合、例えば自己の周辺に存在する無線通信装置からの事前にビーコン情報を収集しておき、この情報に基づいて、通信可能な無線通信装置がある場合にデータが無線送信可能と判断しても良い。
【００７０】
ここで無線送信が可能であれば、ヘッダ設定処理を行ない（ステップＳ３）、その後、最初（ステップＳ１）に戻る。また、送信不可能の場合は、何も処理をせず最初（ステップＳ１）に戻る。
【００７１】
ステップＳ１でデータを受理していなければ、送信待ちデータがあるか判断し（ステップＳ４）、送信待ちデータがある場合には、送信起動処理を行ない（ステップＳ５）その後、最初（ステップＳ１）に戻る。
【００７２】
ステップＳ４で送信待ちデータがなければ、無線通信動作が必要であるか判断し（ステップＳ６）、動作が必要な場合に通信処理動作を行ない（ステップＳ７）、その後、最初（ステップＳ１）に戻る。なお、ステップＳ６で無線通信動作が必要なければ、何も処理をせず最初（ステップＳ１）に戻る。
【００７３】
次に、図１５のフローチャートを参照して、本例のヘッダ設定のサブルーチン処理を説明する。まず、受信先通信装置のアドレス情報や送信元通信装置（自己の）のアドレス情報などから、共通ＭＡＣヘッダの設定を行なう（ステップＳ１１）。さらに、１つのトランザクションごとにシーケンス番号の設定を行ない（ステップＳ１２）、フラグメント処理が必要か否か判断し（ステップＳ１３）、必要であれば所定のサイズにフラグメント処理を行なう（ステップＳ１４）。なおフラグメント処理が不要であれば、ステップＳ１４の処理は行なわれない。
【００７４】
そして、これらシーケンス番号や、フラグメント処理を行なった情報、データ長などの情報からサブＭＡＣヘッダを設定し（ステップＳ１５）、これらを送信待ちデータとして設定して（ステップＳ１６）、一連の処理を終了し戻る。
【００７５】
次に、図１６のフローチャートを参照して、本例の送信起動のサブルーチン処理を説明する。まず、データ送信に先がけてＲＴＳフレームの設定を行ない（ステップＳ２１）、該当情報を受信する装置の受信領域が到来した場合に、所定のアクセス制御に基づいて、自己の送信権を獲得する（ステップＳ２２）。
【００７６】
そして、アクセス権が獲得できたら、設定しておいたＲＴＳフレームの送信を行ない（ステップＳ２３）、さらに、直後に受信先通信装置からのＣＴＳを受信するために、送信直後に自己の受信領域を設定しておき（ステップＳ２４）、一連の処理を終了し戻る。
【００７７】
次に、図１７のフローチャートを参照して、本例の通信動作のサブルーチン処理を説明する。まず、受信領域の設定時間であるか確認し（ステップＳ３１）、設定時間内であれば、無線信号の受信を行ない（ステップＳ３２）、プリアンブル信号を検出した場合に（ステップＳ３３）、例えば直後に付加されているＰＨＹヘッダからデータ部のレート情報などを格納する（ステップＳ３４）。
【００７８】
さらに、共通のＭＡＣヘッダを受信してその情報を格納し（ステップＳ３５）、アドレス情報を参照して自己宛の信号であるかを確認する（ステップＳ３６）。ここで、プリアンブルを検出できない場合と、自己宛の信号でない場合には、ステップＳ３１に戻り処理をくり返す。ステップＳ３６で自己宛の信号であれば、共通ＭＡＣヘッダのフレームタイプ情報から、どの種類のフレームであるかを判断する。
【００７９】
ここで、データフレームを受信した場合には（ステップＳ３７）、ステップＳ３４で格納したレート情報からデータ部のレートを設定して（ステップＳ３８）、データの受信処理を行ない（ステップＳ３９）、さらにデータの受信の可否からＡＣＫ情報を生成し（ステップＳ４０）、受信直後にＡＣＫの返信処理を行ない（ステップＳ４１）、一連の処理を終了し戻る。
【００８０】
また、ステップＳ３７でデータフレームでないと判断した場合には、ＲＴＳフレームか否か判断し（ステップＳ４２）、ＲＴＳフレームを受信した場合には、そのＲＴＳフレームの受信状態から、データ部分の伝送が可能なレートを設定し（ステップＳ４３）、さらにＲＴＳフレームの送信元を受信先アドレスに設定しそれらの情報からＣＴＳフレームの設定を行ない（ステップＳ４４）、直後にＣＴＳの返信処理を行ない（ステップＳ４５）、さらにデータの受信領域を設定し（ステップＳ４６）、一連の処理を終了し戻る。
【００８１】
そして、ステップＳ４２でＲＴＳフレームでないと判断した場合には、ＣＴＳフレームか否か判断し（ステップＳ４７）、自己からのＲＴＳフレーム送信に対するＣＴＳフレームを受信した場合には、共通ＭＡＣヘッダに記載されているレート情報を参照して（ステップＳ４８）、格納されているデータから、データバーストの設定を行ない（ステップＳ４９）、実際にデータの送信処理を行ない（ステップＳ５０）、さらにＡＣＫの受信領域を設定し（ステップＳ５１）、一連の処理を終了し戻る。
【００８２】
さらに、ステップＳ４７でＣＴＳフレームでないと判断した場合には、ＡＣＫフレームか否か判断し（ステップＳ５２）、ＡＣＫフレームを受信した場合には、そのＡＣＫ情報から再送要求の有無を判断し（ステップＳ５３）、再送要求があった場合には、その再送すべきデータを獲得し（ステップＳ５４）、送信待ちデータとして設定を行ない（ステップＳ５５）、一連の処理を終了し戻る。
【００８３】
ここで、ステップＳ３１で受信領域の設定時間内でない場合や、ステップＳ５２でＡＣＫを受信していない場合や、ステップＳ５３で再送が不要な場合にも、一連の処理を終了し戻る。
【００８４】
なお、上述した実施の形態では、無線通信装置として、図２に示した送信や受信を行う専用の通信装置とした構成した例について説明したが、例えば各種データ処理を行うパーソナルコンピュータ装置に、本例での送信部や受信部に相当する通信処理を行うボードやカードなどを装着させた上で、通信制御処理を、コンピュータ装置側で実行させるようにして、その通信制御処理を実行するソフトウェアをパーソナルコンピュータ装置に実装させる構成としても良い。そのパーソナルコンピュータ装置などのデータ処理装置に実装されるプログラムについては、光ディスク，メモリカードなどの各種記録（記憶）媒体を介して配布しても良く、或いはインターネットなどの通信手段を介して配布しても良い。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によると、ＭＡＣレイヤで規定されるオーバーヘッド情報を、１つの共通ＭＡＣヘッダ情報と、サブＭＡＣヘッダを用いてフレームを構成することで、データフレームと制御情報のフレームとを効率良く構成することができる。
【００８６】
さらに複数のデータペイロードを１つのフレーム（バースト）として送信する場合に、サブＭＡＣヘッダ部分だけが個々のペイロードに付加されるので、必要最低限のパラメータでフレームを構成できるという効果を奏する。
【００８７】
また、公知のレートを利用した（ＰＨＹヘッダと共通ＭＡＣヘッダ）部分と、可変レートを利用した（サブＭＡＣヘッダとデータペイロード）部分とでフレームを構成することで、複数のフレームを連続して１つのフレームとする場合に、ＭＡＣヘッダ情報のうち重複する部分を圧縮した伝送フレームを構成することができる。
【００８８】
また、共通ＭＡＣヘッダにアドレス情報を記載して、これに誤り検出を行なう符号を付加して構成することで、正しくアドレスが復号できた情報のみを即座に獲得することができる。
【００８９】
また、サブＭＡＣヘッダに、データペイロードの長さ情報やシーケンス番号、フラグメント情報を付加することで、共通ＭＡＣヘッダの情報を必要最低限の内容で済ませることができる。
【００９０】
また、ＰＨＹヘッダ部分でデータペイロード部分に利用されるレートの情報を通知することで、レートを指定してから、実際にレートを切り替えるまでの時間に余裕を持たせることができる。
【００９１】
また、サブＭＡＣヘッダで構成されたデータペイロード部分を所定の長さでフラグメント処理することにより、様々なＡＲＱ方式を用いた場合においても好適となるフレーム構造を得ることができる。
【００９２】
また、フラグメント単位を共通ＭＡＣヘッダに記載することで、データの途中に誤りがあっても、その誤りを以降に波及することがなくなるため、例えばセレクティブリピートＡＲＱに効果的なフレーム構成を取ることが可能となる。
【００９３】
また、制御情報のフレームとデータフレームの共通ＭＡＣヘッダを同じ形式で構成することで、多重化が容易になるので、１つのバーストを簡単に構成できるという効果を奏する。
【００９４】
また、制御情報のフレームを所定の共通ＭＡＣヘッダの構造とすることで、複数の制御情報フレームの多重化が容易にでき、１つのバーストとして簡単に構成できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による無線ネットワーク構成の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態による無線通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態による伝送スーパーフレーム周期の構成例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態によるデータ伝送シーケンスの例を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態によるフレームフォーマットの概要を示す説明である。
【図６】本発明の一実施の形態によるデータフレームフォーマットの例を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態による多重化データフレームフォーマットの例を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態によるフラグメント化データフレームフォーマットの例を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態によるＡＣＫフレームフォーマットの例を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態によるＲＴＳフレームフォーマットの例を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態によるＣＴＳフレームフォーマットの例を示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態による制御フレーム＋データフレームフォーマットの例を示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施の形態による制御フレーム＋制御フレームフォーマットの例を示す説明図である。
【図１４】本発明の一実施の形態による通信装置の動作例を示したフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施の形態による通信装置のヘッダ設定処理例を示したフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施の形態による通信装置の送信起動処理例を示したフローチャートである。
【図１７】本発明の一実施の形態による通信装置の通信動作の処理例を示したフローチャートである。
【図１８】従来のＭＡＣヘッダの構成例を示した説明図である。
【図１９】従来のＭＡＣヘッダとフレームボディフォーマットの例を示した説明図である。
【図２０】従来のＭＡＣヘッダとフレームボディフォーマットの例を示した説明図である。
【図２１】従来のＭＡＣヘッダとフレームボディフォーマットの例を示した説明図である。
【図２２】従来のＭＡＣヘッダとフレームボディフォーマットの例を示した説明図である。
【符号の説明】
１〜７…無線通信装置（通信局）、１ａ〜７ａ…無線通信装置の通信可能エリア、１０…中央制御部、１１…インターフェース、１２…データバッファ、１３…バースト生成部、１３ａ…サブヘッダ生成部、１４…共通ヘッダ生成部、１５…アクセス制御部、１６…無線送信部、１７…プリアンブル挿入部、１８…アンテナ、１９…プリアンブル検出部、２０…無線受信部、２１…共通ヘッダ情報・制御情報解析部、２２…バースト解析部、２２ａ…サブヘッダ解析部、２３…ＡＣＫ情報生成部、２４…情報記憶部、２４ａ…アクセス情報記憶部、２４ｂ…レート情報記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図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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【図２１】
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【図２２】
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