(57)【要約】    【課題】      無線通信ネットワークシステムにおけるスループットを向上させること。    【解決手段】  携帯端末装置（ＳＴＡ）１２０において、ＭＴ個の送受信部１２２−１〜１２２−ＭＴは、ＭＴ本のアンテナ１２１−１〜１２１−ＭＴにそれぞれ対応し、対応するアンテナ１２１−１〜１２１−ＭＴを介して、プリアンブル信号およびデータ信号を送信する。ＭＴ個の送受信部１２２−１〜１２２−ＭＴは、プリアンブル信号の送信に、サブキャリア１４１、１４２、１４３、１４４のうち、アンテナ１２１−１〜１２１−ＭＴ毎に割り当てられたサブキャリアを使用する。また、ＭＴ個の送受信部１２２−１〜１２２−ＭＴは、データ信号の送信に、サブキャリア１４１、１４２、１４３、１４４と異なる周波数を有するサブキャリア１４０を使用する。  【選択図】      図３
2005192127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの送信アンテナと、
前記少なくとも一つの送信アンテナを介してプリアンブル信号およびデータ信号を送信する送信手段と、を有し、
前記送信手段は、
プリアンブル信号の送信に、前記送信アンテナ毎に割り当てられたプリアンブルサブキャリアを使用し、データ信号の送信に、前記プリアンブルサブキャリアと異なる周波数を有するデータサブキャリアを使用する、ことを特徴とする無線送信装置。
【請求項２】
シグネチャ信号の送信に用いられ前記データサブキャリアと異なる周波数を有する複数のシグネチャサブキャリアのうち未使用シグネチャサブキャリアを検出する検出手段をさらに有し、
前記送信手段は、
データ信号の送信を行うとき、検出された未使用シグネチャサブキャリアを用いてシグネチャ信号を送信する、ことを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
【請求項３】
前記複数のシグネチャサブキャリアの数は、データ信号の宛先である無線受信装置に対してデータ信号を並行で送信することが可能な送信アンテナの総数に対応し、
前記検出手段は、
前記複数のシグネチャサブキャリアのうち少なくとも一つの未使用シグネチャサブキャリアを検出する、ことを特徴とする請求項２記載の無線送信装置。
【請求項４】
前記送信手段は、
データ信号の送信を行う前に、プリアンブル信号の送信を行う、ことを特徴とする請求項３記載の無線送信装置。
【請求項５】
前記複数のシグネチャサブキャリアの各々は複数のサブキャリア群のいずれかに属し、前記複数のサブキャリア群の数は前記送信アンテナの総数以下の数であり、
前記送信アンテナは、複数の送信アンテナを含み、
前記検出手段は、
前記複数のサブキャリア群のうち少なくとも一つの未使用サブキャリア群を検出し、
前記送信手段は、
前記複数の送信アンテナのうち、検出された少なくとも一つの未使用サブキャリア群の数以下の数の送信アンテナを介して、データ信号の送信を行う、ことを特徴とする請求項３記載の無線送信装置。
【請求項６】
前記送信手段は、
データ信号の送信に用いられる前記送信アンテナの数と同数のサブキャリア群に属するシグネチャサブキャリアを用いて、シグネチャ信号の送信を行う、ことを特徴とする請求項５記載の無線送信装置。
【請求項７】
前記送信手段は、
検出された未使用シグネチャサブキャリアと同一の周波数を有するプリアンブルサブキャリアを用いてプリアンブル信号の送信を行う、ことを特徴とする請求項４記載の無線送信装置。
【請求項８】
前記複数のシグネチャサブキャリアの数は、前記送信アンテナの総数以下の数であり、
前記送信アンテナは、複数の送信アンテナを含み、
前記検出手段は、
前記複数のシグネチャサブキャリアのうち少なくとも一つの未使用シグネチャサブキャリアを検出し、
前記送信手段は、
前記複数の送信アンテナのうち、検出された少なくとも一つの未使用シグネチャサブキャリアの数以下の数の送信アンテナを介して、データ信号の送信を行う、ことを特徴とする請求項３記載の無線送信装置。
【請求項９】
前記検出手段は、
前記プリアンブルサブキャリアの使用状況を検出し、
前記送信手段は、
前記プリアンブルサブキャリアの未使用が検出されたときにプリアンブル信号の送信を行う、ことを特徴とする請求項４記載の無線送信装置。
【請求項１０】
前記送信手段は、
プリアンブル信号の送信を開始するとき、シグネチャ信号の送信を開始する、ことを特徴とする請求項８記載の無線送信装置。
【請求項１１】
前記送信手段は、
データ信号の送信に用いられる前記送信アンテナの数と同数のシグネチャサブキャリアを用いて、シグネチャ信号の送信を行う、ことを特徴とする請求項８記載の無線送信装置。
【請求項１２】
前記送信手段は、
データ信号の送信を終了するとき、シグネチャ信号の送信を終了する、ことを特徴とする請求項３記載の無線送信装置。
【請求項１３】
前記送信手段は、
データ信号の送信が行われる期間において継続的にシグネチャ信号の送信を行う、ことを特徴とする請求項３記載の無線送信装置。
【請求項１４】
前記送信手段は、
検出された未使用シグネチャサブキャリアが不足している場合、データ信号の送信を遅延させる、ことを特徴とする請求項３記載の無線送信装置。
【請求項１５】
前記送信手段は、
前記検出手段によって未使用シグネチャサブキャリアが検出されたとき、プリアンブル信号の送信が行われる前に、所定のバックオフ処理を行う、ことを特徴とする請求項４記載の無線送信装置。
【請求項１６】
前記送信手段によって送信されるデータ信号を前記無線受信装置に伝送するメディアの状態を判定する判定手段をさらに有し、
前記送信手段は、
判定されたメディアの状態に応じて、バックオフ処理におけるデクリメントの時間単位を切り替える、ことを特徴とする請求項１５記載の無線送信装置。
【請求項１７】
請求項１記載の無線送信装置を有することを特徴とする無線通信ネットワークシステム。
【請求項１８】
少なくとも一つの送信アンテナを介してプリアンブル信号およびデータ信号を送信する送信ステップを有し、
前記送信ステップは、
前記送信アンテナ毎に割り当てられたプリアンブルサブキャリアを使用してプリアンブル信号の送信を行うプリアンブル送信ステップと、
前記プリアンブルサブキャリアと異なる周波数を有するデータサブキャリアを使用してデータ信号の送信を行うデータ送信ステップと、を有することを特徴とする無線送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の無線通信ネットワークシステムにて用いられる無線送信装置および無線送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１１は、例えばコンピュータ等の端末装置をネットワークで無線接続する費用効率の高いソリューションである。また、信号処理技術や変調技術の進展によって規格の拡張がなされ、無線ＬＡＮに用いられる今日の無線送信装置においては、物理レイヤがより高速なデータレートでサポートされている（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）。
【非特許文献１】"Local and Metropolitan Area Networks - Specific Requirement - Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: Higher-Speed Physical Layer Extension in the 2.4 GHz Band", IEEE Standard 802.11b-1999, IEEE, September 1999
【非特許文献２】"Local and Metropolitan Area Networks - Specific Requirement - Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: Higher-Speed Physical Layer Extension in the 5 GHz Band", IEEE Standard 802.11a-1999, IEEE, September 1999
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の無線送信装置においては、信号処理技術や変調技術の進展によりデータレート高速化が実現されている一方で、無線ＬＡＮにおけるさらなるスループット向上が望まれている。"Draft Project Allocation Request (PAR) for High Throughput Study Group"（IEEE 802.11/02-798r7, Rosdahl, J., et al, March 2003）で述べられているとおり、ＩＥＥＥ８０２．１１のワーキンググループでは、従来の無線ＬＡＮに対するＭＡＣ（メディアアクセス制御）レイヤおよびＰＨＹ（物理）レイヤの双方の改善に基づく高スループットの無線ＬＡＮの必要性を認識している。
【０００４】
高スループットの無線ＬＡＮを実現するためのソリューションとして、例えばＭＩＭＯ方式を採用することが予想されている。ＭＩＭＯ方式は、送受信の双方で複数のアンテナを用い、相互に独立な信号を同一周波数帯域にて同時に伝送する方式であり、伝送容量を増大させスループットを向上させる技術として注目を集めている。
【０００５】
ところで、無線ＬＡＮは伝統的に時分割多重接続方式の無線通信ネットワークシステムである。つまり、一般に、ある瞬間的なタイミングで無線受信装置（例えば、アクセスポイント）に対してデータを送信できる無線送信装置（例えば、携帯端末装置）の数は一つだけである。したがって、ＭＩＭＯ方式を採用することで期待される効果は、基本的には、データレートを高速化し、一つの無線送信装置にメディアが占有される時間を短縮し、その結果としてシステム全体のスループットを向上させることである。
【０００６】
ところが、無線送信装置と無線受信装置との間において同時並行でデータ伝送を行うことが可能な数は、備えられたアンテナの数が少ない方の装置におけるアンテナ数によって決められる。例えば、アクセスポイントが多数のアンテナを備えていたとしても、そのアクセスポイントに対してデータ伝送を行う全ての移動通信端末装置が多数のアンテナを備えているとは限らない。このため、従来の無線ＬＡＮに従来のＭＩＭＯ方式を導入するだけでは、スループット向上には一定の限界がある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、無線通信ネットワークシステムにおけるスループットを向上させることができる無線送信装置および無線送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】
【０００８】
本発明の無線送信装置は、少なくとも一つの送信アンテナと、前記少なくとも一つの送信アンテナを介してプリアンブル信号およびデータ信号を送信する送信手段と、を有し、前記送信手段は、プリアンブル信号の送信に、前記送信アンテナ毎に割り当てられたプリアンブルサブキャリアを使用し、データ信号の送信に、前記プリアンブルサブキャリアと異なる周波数を有するデータサブキャリアを使用する構成を採る。
【０００９】
この構成によれば、送信アンテナ毎に割り当てられたプリアンブルサブキャリアを使用してプリアンブル信号を送信するとともに当該プリアンブルサブキャリアと異なる周波数を有するデータサブキャリアを使用してデータ信号を送信するため、無線送信装置が無線通信ネットワークに分散配置された状況であっても時間領域においてプリアンブル信号間の直交性を維持することが可能となり、複数の無線送信装置が一つの無線受信装置に対して同時にデータ信号を送信することが可能になり、よって、無線通信ネットワークシステムにおけるスループットを向上させることができる。
【００１０】
本発明の無線送信装置は、上記構成において、シグネチャ信号の送信に用いられ前記データサブキャリアと異なる周波数を有する複数のシグネチャサブキャリアのうち未使用シグネチャサブキャリアを検出する検出手段をさらに有し、前記送信手段は、データ信号の送信を行うとき、検出された未使用シグネチャサブキャリアを用いてシグネチャ信号を送信する構成を採る。
【００１１】
この構成によれば、時間領域においてプリアンブル信号間の直交性を維持する効果を、ポーリングベースのメディアアクセス制御だけでなく競合ベースでのメディアアクセス制御においても確実に実現することができる。
【００１２】
本発明の無線送信装置は、上記構成において、前記複数のシグネチャサブキャリアの数は、データ信号の宛先である無線受信装置に対してデータ信号を並行で送信することが可能な送信アンテナの総数に対応し、前記検出手段は、前記複数のシグネチャサブキャリアのうち少なくとも一つの未使用シグネチャサブキャリアを検出する構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、無線受信装置に対するデータ信号の並行送信にあと幾つの送信アンテナが使用可能であるか、換言すれば、無線受信装置での並行受信の余裕度を無線送信装置にて把握することができ、無線受信装置の並行受信余裕度に応じてデータ信号の送信（例えばデータ信号の並行送信）を行うことができる。
【００１４】
本発明の無線送信装置は、上記構成において、前記送信手段は、データ信号の送信を行う前に、プリアンブル信号の送信を行う構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、無線送信装置が無線受信装置に対するデータ信号の並行送信に参入するとき、当該無線受信装置が所定の受信制御処理（例えば、無線送信装置からの空間チャネルに関するチャネル推定）を予め行うことができる。すなわち、他の無線送信装置が当該無線受信装置に対するデータ信号の送信を既に行っている状況において当該無線送信装置がデータ信号の並行送信に参入する場合であっても、無線受信装置は受信制御処理を個別に予め行うことができる。
【００１６】
本発明の無線送信装置は、上記構成において、前記複数のシグネチャサブキャリアの各々は複数のサブキャリア群のいずれかに属し、前記複数のサブキャリア群の数は前記送信アンテナの総数以下の数であり、前記送信アンテナは、複数の送信アンテナを含み、前記検出手段は、前記複数のサブキャリア群のうち少なくとも一つの未使用サブキャリア群を検出し、前記送信手段は、前記複数の送信アンテナのうち、検出された少なくとも一つの未使用サブキャリア群の数以下の数の送信アンテナを介して、データ信号の送信を行う構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、例えば、検出された未使用サブキャリア群の数が、無線送信装置の送信アンテナ数以上の場合は、全ての送信アンテナを介してデータ信号の送信を行うことができ、検出された未使用サブキャリア群の数が、無線送信装置の送信アンテナ数以下の場合は、未使用サブキャリア群数と同数の送信アンテナを介してデータ信号の送信を行うことができる。
【００１８】
本発明の無線送信装置は、上記構成において、前記送信手段は、データ信号の送信に用いられる前記送信アンテナの数と同数のサブキャリア群に属するシグネチャサブキャリアを用いて、シグネチャ信号の送信を行う構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、無線受信装置に対してデータ信号の送信を行おうとする他の無線送信装置が、無線送信装置の並行受信余裕度を把握することが可能になる。
【００２０】
本発明の無線送信装置は、上記構成において、前記送信手段は、検出された未使用シグネチャサブキャリアと同一の周波数を有するプリアンブルサブキャリアを用いてプリアンブル信号の送信を行う構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、シグネチャサブキャリアとプリアンブルサブキャリアとで同一の周波数を共用することができ、データ信号の送信に、より多くのサブキャリアを使用することができ、チャネル利用効率を向上させることができる。
【００２２】
本発明の無線送信装置は、上記構成において、前記複数のシグネチャサブキャリアの数は、前記送信アンテナの総数以下の数であり、前記送信アンテナは、複数の送信アンテナを含み、前記検出手段は、前記複数のシグネチャサブキャリアのうち少なくとも一つの未使用シグネチャサブキャリアを検出し、前記送信手段は、前記複数の送信アンテナのうち、検出された少なくとも一つの未使用シグネチャサブキャリアの数以下の数の送信アンテナを介して、データ信号の送信を行う構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、例えば、検出された未使用シグネチャサブキャリアの数が、無線送信装置の送信アンテナ数以上の場合は、全ての送信アンテナを介してデータ信号の送信を並行に行うことができ、検出された未使用シグネチャサブキャリアの数が、無線送信装置の送信アンテナ数以下の場合は、未使用サブキャリア数と同数の送信アンテナを介してデータ信号の送信を並行して行うことができる。
【００２４】
本発明の無線送信装置は、上記構成において、前記検出手段は、前記プリアンブルサブキャリアの使用状況を検出し、前記送信手段は、前記プリアンブルサブキャリアの未使用が検出されたときにプリアンブル信号の送信を行う構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、プリアンブルサブキャリアを複数の無線送信装置間で共用することにより、無線受信装置での例えばチャネル推定において一定の精度を確保することができる。
【００２６】
本発明の無線送信装置は、上記構成において、前記送信手段は、プリアンブル信号の送信を開始するとき、シグネチャ信号の送信を開始する構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、プリアンブル信号を送信している期間において、データ信号の送信が予定されていることを他の無線送信装置に対してシグナリングすることができる。
【００２８】
本発明の無線送信装置は、上記構成において、前記送信手段は、データ信号の送信に用いられる前記送信アンテナの数と同数のシグネチャサブキャリアを用いて、シグネチャ信号の送信を行う構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、無線受信装置に対してデータ信号の送信を行おうとする他の無線送信装置が、無線受信装置の並行受信余裕度を把握することが可能になる。
【００３０】
本発明の無線送信装置は、上記構成において、前記送信手段は、データ信号の送信を終了するとき、シグネチャ信号の送信を終了する構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、他の無線送信装置が、データ信号送信の終了を検出することが可能になる。
【００３２】
本発明の無線送信装置は、上記構成において、前記送信手段は、データ信号の送信が行われる期間において継続的にシグネチャ信号の送信を行う構成を採る。
【００３３】
この構成によれば、データ信号送信期間中、無線受信装置での例えばチャネル推定の精度を一定のレベルに維持することができるとともに、他の無線送信装置がデータ信号送信の有無を検出することができる。
【００３４】
本発明の無線送信装置は、上記構成において、前記送信手段は、検出された未使用シグネチャサブキャリアが不足している場合、データ信号の送信を遅延させる構成を採る。
【００３５】
この構成によれば、データストリーム間の衝突を未然に防ぐことができ、無線受信装置における受信誤り率特性の劣化を防止することができる。
【００３６】
本発明の無線送信装置は、上記構成において、前記送信手段は、前記検出手段によって未使用シグネチャサブキャリアが検出されたとき、プリアンブル信号の送信が行われる前に、所定のバックオフ処理を行う構成を採る。
【００３７】
この構成によれば、他の無線送信装置から送信されるプリアンブル信号との衝突の発生を低減することができる。
【００３８】
本発明の無線送信装置は、上記構成において、前記送信手段によって送信されるデータ信号を前記無線受信装置に伝送するメディアの状態を判定する判定手段をさらに有し、前記送信手段は、判定されたメディアの状態に応じて、バックオフ処理におけるデクリメントの時間単位を切り替える構成を採る。
【００３９】
この構成によれば、メディア状態に応じた時間単位でバックオフカウンタのデクリメントを行うため、メディア状態に応じた動作モードの切り替えを行うことができる。特に、シグネチャ信号が、その検出に要する時間がスロット時間よりも長くなる特性を有する場合に、１回の検出時間が経過する前にバックオフカウンタが零になりその結果としてデータ信号の衝突が起きてしまうことを回避することができる。
【００４０】
本発明の無線通信ネットワークシステムは、上記の無線送信装置を有する構成を採る。
【００４１】
この構成によれば、上記の無線送信装置と同様の作用効果を、無線通信ネットワークシステムにおいて実現することができる。
【００４２】
本発明の無線送信方法は、少なくとも一つの送信アンテナを介してプリアンブル信号およびデータ信号を送信する送信ステップを有し、前記送信ステップは、前記送信アンテナ毎に割り当てられたプリアンブルサブキャリアを使用してプリアンブル信号の送信を行うプリアンブル送信ステップと、前記プリアンブルサブキャリアと異なる周波数を有するデータサブキャリアを使用してデータ信号の送信を行うデータ送信ステップと、を有するようにした。
【００４３】
この方法によれば、送信アンテナ毎に割り当てられたプリアンブルサブキャリアを使用してプリアンブル信号を送信するとともに当該プリアンブルサブキャリアと異なる周波数を有するデータサブキャリアを使用してデータ信号を送信するため、無線送信装置が無線通信ネットワークに分散配置された状況であっても時間領域においてプリアンブル信号間の直交性を維持することが可能となり、複数の無線送信装置が一つの無線受信装置に対して同時にデータ信号を送信することが可能になり、よって、無線通信ネットワークシステムにおけるスループットを向上させることができる。
【発明の効果】
【００４４】
以上説明したように、本発明によれば、無線通信ネットワークシステムにおけるスループットを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明の骨子は、送信アンテナ毎に割り当てられたプリアンブルサブキャリアを使用してプリアンブル信号を送信するとともに当該プリアンブルサブキャリアと異なる周波数を有するデータサブキャリアを使用してデータ信号を送信することである。
【００４６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００４７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置を用いた無線ＬＡＮの一例を示す構成図である。図１に示す無線ＬＡＮ１００においては、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置が携帯端末装置（ＳＴＡ）として使用されており、Ｎ基のＳＴＡ１２０−１、１２０−２、…、１２０−Ｎが無線ＬＡＮ１００のエリア内に分散し移動可能に位置している。また、これらのＳＴＡ１２０−１〜１２０−Ｎは、アクセスポイント（ＡＰ）１１０と無線通信を行い、ＡＰ１１０に対してデータ伝送を行う。なお、図１では、ＳＴＡ１２０−１〜１２０−Ｎは無線送信装置でありＡＰ１１０は無線受信装置である。一般に、ＡＰ１１０は無線送信装置としての機能を兼ね備えＳＴＡ１２０−１〜１２０−Ｎは無線受信装置としての機能を兼ね備えているが、本実施の形態では、そのケースに関する説明を省略する。なお、ＳＴＡ１２０−１〜１２０−Ｎのうち任意の１基以上のＳＴＡについて言及するとき、「ＳＴＡ１２０」と言う。
【００４８】
ＡＰ１１０は、無線ＬＡＮ１００のエリア内に位置するＳＴＡ１２０から送信された信号を受信するＭＲ本のアンテナ１１１−１、１１１−２、…、１１１−ＭＲ−１、１１１−ＭＲを有する。
【００４９】
Ｎ基のＳＴＡ１２０は、相互に独立した信号を同一周波数帯域にて同時に送信することが可能なＭＴＮ本のアンテナ１２１−１１〜１２１−１ＭＴ１、…、１２１−Ｎ１〜１２１−ＮＭＴＮ有する。なお、ＳＴＡ１２０に言及するとき、ＳＴＡ１２０が有するＭＴＮ本のアンテナを「アンテナ１２１−１〜１２１−ＭＴ」と言う。
【００５０】
図１に示す無線ＬＡＮ１００において、空間多重の利点をより確実に実現するためには、ＡＰ１１０のアンテナ数ＭＲとＮ基のＳＴＡ１２０−１〜１２０−Ｎの各アンテナ数ＭＴＮとの間に次の（式１）に示される関係があることが望ましい。なお、（式１）において、（ＭＴ）ｉは、サブストリームの総数、つまり、全てのＳＴＡにより同時に使用される送信系（送信アンテナ）の数を示す。
【数１】
2005192127.tif 000003
【００５１】
本実施の形態では、図１に示された無線ＬＡＮ１００を例にとって詳細に説明するが、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置を用いた無線ＬＡＮの構成は上記のものに限定されない。図２は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置を用いた無線ＬＡＮの他の例を示す構成図である。
【００５２】
図２に示す無線ＬＡＮ１００ａにおいては、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置がＳＴＡとして使用されており、（Ｉ＋Ｊ）基のＳＴＡ１２０ａ−１、…、１２０ａ−Ｉ、１２０ｂ−１、…、１２０ｂ−Ｊが、無線ＬＡＮ１００ａのエリア内に分散し移動可能に位置している。また、これらのＳＴＡ１２０ａ−１〜１２０ａ−Ｉ、１２０ｂ−１〜１２０ｂ−Ｊは相互に無線通信を行う、すなわち、無線ＬＡＮ１００ａはアドホック型の無線通信ネットワークシステムである。図２に示されるように、これらのＳＴＡ１２０ａ−１〜１２０ａ−Ｉ、１２０ｂ−１〜１２０ｂ−Ｊは二つのグループに分けられている。Ｉ基のＳＴＡ１２０ａ−１〜１２０ａ−Ｉが送信グループを構成し、Ｊ基のＳＴＡ１２０ｂ−１〜１２０ｂ−Ｊが受信グループを構成し、送信グループから受信グループに対してデータ伝送が行われる。送信グループおよび受信グループの各構成は上記のものに限定されないことは明らかである。
【００５３】
また、（式１）に示される条件は、次のように一般化することができる。すなわち、この条件は、（ＭＴ）ｉの総数が、受信ＳＴＡであるＳＴＡ１２０ｂ−ｊ（ｊ：１〜Ｊ）により用いられる受信系（受信アンテナ）の最小数よりも小さいことを必要とするものであり、次の（式２）に要約される。
【数２】
2005192127.tif 000004
【００５４】
図３は、ＳＴＡ１２０の内部構成を示すブロック図である。図３に示すＳＴＡ１２０は、ＭＴ本のアンテナ１２１−１〜１２１−ＭＴと、ＭＴ本のアンテナ１２１−１〜１２１−ＭＴにそれぞれ対応し、上位層エンティティから入力されたデータ信号に対して所定の処理を施した上で無線送信する送受信部１２２−１〜１２２−ＭＴと、メディア１３０を介してＡＰ１１０との間で行われる無線通信に用いられる通信周波数帯域において、未使用のサブキャリアを検出する未使用サブキャリア検出部１２３と、を有する。ＭＴ本のアンテナ１２１−１〜１２１−ＭＴと、ＭＴ本のアンテナ１２１−１〜１２１−ＭＴにそれぞれ対応し、上位層エンティティから入力されたデータ信号に対して所定の処理を施した上で無線送信する送受信部１２２−１〜１２２−ＭＴとは、ＭＴ個の送信系およびＭＴ個の受信系を構成する。各構成要素における動作の詳細については後で詳述する。
【００５５】
次いで、上記構成を有するＳＴＡ１２０における動作について説明する。
【００５６】
図４は、本実施の形態の無線ＬＡＮ１００における周波数帯域の割り当てを説明するための図である。
【００５７】
無線ＬＡＮ１００を高スループットの無線通信ネットワークシステムとして実現するためには、複数のＳＴＡ１２０が同時にメディア１３０にアクセスし、ＡＰ１１０に対して同時並行でデータ伝送を行うことが必要である。ＡＰ１１０へのデータ信号の並行送信を行うためには、各ＳＴＡ１２０からＡＰ１１０に対して送信されるプリアンブル信号同士およびシグネチャ信号同士の直交性を保ち非同期の問題を克服することが不可欠である。
【００５８】
プリアンブル信号は、データ信号が送信される前に送信される信号であり、ＡＰ１１０においてチャネル推定や同期等を含む所定の受信制御処理を行うときに必要な信号であり、所定の系列符号を有する既知信号である。このように、データ信号の送信前にプリアンブル信号の送信を行うことにより、例えばＳＴＡ１２０−１がＡＰ１１０に対するデータ信号の並行送信に参入するときに、ＡＰ１１０が上記の受信制御処理を行うことができる。すなわち、例えばＳＴＡ１２０−２がＡＰ１１０に対するデータ信号の送信を既に行っている状況においてＳＴＡ１２０−１がデータ信号の並行送信に参入する場合であっても、ＡＰ１１０は、上記の受信制御処理を個別に行うことができる。
【００５９】
また、シグネチャ信号は、データ信号の送信者である装置が、データ信号送信中であることを他の装置に対してシグナリングするための信号であるとともに、ＡＰ１１０においてチャネル推定や同期を維持することを容易にするための所定の系列符号からなる既知信号である。
【００６０】
信号間の直交性を維持することを達成するための方法の一つとして、ＡＰ１１０宛てのデータ伝送を行う各送信系に対して個別にサブキャリアが割り当てられるようにすることが挙げられる。
【００６１】
図４に示す帯域割り当てにおいて、プリアンブル信号およびシグネチャ信号の送信に利用可能なサブキャリアが複数のサブキャリア群に分けられている。本実施の形態では、ＡＰ１１０が四つの受信系（アンテナ）を有していることを想定し、シグネチャ信号（本実施の形態ではプリアンブル信号についても同様）の送信に利用可能なサブキャリアを４グループのサブキャリア群に分割する。すなわち、図４において、二つのサブキャリア１４１はＡグループのサブキャリア群に属し、二つのサブキャリア１４２はＢグループのサブキャリア群に属し、二つのサブキャリア１４３はＣグループのサブキャリア群に属し、二つのサブキャリア１４４はＤグループのサブキャリア群に属する。このように、各サブキャリア群が互いに同数のサブキャリアを含んでいることが好ましい。
【００６２】
これらのサブキャリア１４１、１４２、１４３、１４４は互いに異なる周波数を有する。そして、これらのサブキャリア１４１、１４２、１４３、１４４の間の帯域にデータ信号送信用の複数のサブキャリア１４０が配置されている。複数のサブキャリア１４０は、一つのサブキャリアクラスタを構成する。このように、プリアンブル信号およびシグネチャ信号の送信に用いられるサブキャリアの各周波数１４１、１４２、１４３、１４４を、無線通信の使用周波数帯域において分散させることにより、ＡＰ１１０での例えばチャネル推定等の処理の精度を向上させることができる。
【００６３】
なお、グループ数、グループあたりのサブキャリア数、グループ間の間隔等を含む周波数帯域の割り当ては、チャネルの帯域幅および動的状態並びに送受信装置の性能に適合するように設定される。また、周波数帯域の割り当ては、ＡＰ１１０が例えばビーコンを用いて全てのＳＴＡ１２０に対して報知しても良いが、本実施の形態では、全てのＳＴＡ１２０が何らかの方法によって予め周波数帯域割り当てに関する情報を取得しているものと想定する。また、本実施の形態では、ＳＴＡ１２０−１が有する送信系の数は一つであり、ＳＴＡ１２０−２が有する送信系の数は一つであり、ＳＴＡ１２０−３が有する送信系の数は二つであり、ＳＴＡ１２０−４が有する送信系の数は二つであり、ＡＰ１１０が有する受信系の数は四つであることを想定する。
【００６４】
ＡＰ１１０のように複数のアンテナ１１１−１〜１１１−ＭＲを備えるＡＰは従来から存在している。これは、空間ダイバーシチ受信を導入して受信品質を向上させるためである。ところが、現在の一般的な無線ＬＡＮはＳＩＳＯ（Single Input Single Output）方式が主流である。一方で、将来の無線ＬＡＮに適用されることが期待されているＭＩＭＯ方式では、受信信号を高精度な復調および復号するために、受信装置が個々のアンテナからのチャネルを推定し、一つのチャネル行列Ｈを生成する必要がある。
【００６５】
理論的には、異なるアンテナに送信される例えばプリアンブル信号を構成するトレーニング系列符号が少なくとも一つの次元において直交していることが要求される。ポイントトゥポイントのＭＩＭＯ送信では、全ての送信アンテナが物理的に略同位置（例えば、一つの送信装置）に存在することで容易に同期を得ることができ、直交性を実現することが容易である。これに対して、送信装置が無線ＬＡＮ内に分散配置された条件の下では、時間領域におけるトレーニング系列符号の直交性を維持することが容易でないことに着目し、本発明に至った。
【００６６】
図５および図６は、図４に示す周波数帯域割り当てに基づくＳＴＡ１２０の動作説明図であり、図５は、使用されるサブキャリアの周波数の観点から見た動作説明図であり、図６は、サブキャリアが使用される時間の観点から見た動作説明図である。
【００６７】
まず、時刻ｔ０において、ＳＴＡ１２０−１は、メディア１３０が未使用（アイドル）であることを確認すると、期間ｔ１において、二つのサブキャリア１４１を用いてプリアンブル信号１５０を送信する。すなわち、ＳＴＡ１２０−１の一つの送信系（例えばアンテナ１２１−１１）はグループＡと関連づけられたことになる。一方、ＡＰ１１０では、サブキャリア１４１のみが検出されるため、一つの送信系からのデータ伝送が行われていると判断することができる。
【００６８】
プリアンブル信号１５０の送信終了後、期間ｔ２において、ＳＴＡ１２０−１は、複数のサブキャリア１４０を用いてデータ信号１５１を送信する。また、期間ｔ２において、ＳＴＡ１２０−１は、引き続き二つのサブキャリア１４１を用いて、シグネチャ信号１５１ａの送信も行う。これにより、グループＡのサブキャリア１４１が使用されていること、換言すれば、ＳＴＡ１２０−１が一つの送信系を用いて送信していること、さらに換言すれば、ＡＰ１１０の利用可能な四つの受信系の一つが使用されていることを他のＳＴＡ１２０に対してシグナリングすることができる。
【００６９】
これにより、ＡＰ１１０に対してデータ信号の送信を行おうとする他のＳＴＡ１２０が、あと幾つの送信系を使用することが可能であるかを把握することが可能になる。また、シグネチャ信号の送信とプリアンブル信号の送信とで同一の（同一周波数）のサブキャリアを共用することにより、データ信号の送信に、より多くのサブキャリアを使用することができ、チャネル利用効率を向上させることができる。
【００７０】
なお、ＳＴＡ１２０−１によるシグネチャ信号１５１ａおよびデータ信号１５１の送信期間は、期間ｔ２に限られるものではなく、送信すべきデータ信号の送信が終了するときまで継続する。
【００７１】
ＳＴＡ１２０−１による、サブキャリア１４１を用いたシグネチャ信号１５１ａの送信は、サブキャリア１４０を用いたデータ信号１５１の送信が行われている期間において継続的に行われる。これにより、ＡＰ１１０で行われるチャネル推定等の処理の精度を一定のレベルに維持することができる。また、データ信号１５１の送信終了とともにシグネチャ信号１５１ａの送信が終了する。これにより、他のＳＴＡ１２０がＳＴＡ１２０−１のデータ信号送信の終了を検出することが可能になる。
【００７２】
そして、ある時点にて、ＳＴＡ１２０−３において送信すべきデータ信号があるとする。ＳＴＡ１２０−３は、所定のＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）アルゴリズムに従って、メディア１３０が使用中（ビジー）であることを検出する。ここでＳＴＡ１２０−３は、メディアアクセスを遅延させるのではなく、未使用の（利用可能な）サブキャリア群を探すためにスキャンする。
【００７３】
この場合、ＳＴＡ１２０−３は、サブキャリア１４１が属するサブキャリア群の使用中（ビジー）であることを検出する、換言すれば、サブキャリア１４２、１４３、１４４が属する三つのサブキャリア群が使用されていないことを検出する。したがって、ＳＴＡ１２０−３は、三つの未使用サブキャリア群のうち任意の二つのサブキャリア群を選択する。本実施の形態では、グループＢおよびグループＤが選択される、すなわち、ＳＴＡ１２０−３の一つの送信系（例えばアンテナ１２１−３１および送受信部１２２−３１）は、グループＢと関連づけられたことになり、ＳＴＡ１２０−３の他の送信系（例えばアンテナ１２１−３２および送受信部１２２−３２）は、グループＤと関連づけられたことになる。
【００７４】
そして、期間ｔ３において、ＳＴＡ１２０−３は、四つのサブキャリア１４２、１４４を用いてプリアンブル信号１５２、１５３を送信する。プリアンブル信号１５２、１５３の送信終了後、期間ｔ４において、ＳＴＡ１２０−３は、複数のサブキャリア１４５を用いてデータ信号１５４、１５５を送信する。なお、ＳＴＡ１２０−３からの送信に用いられるサブキャリア１４５は、ＳＴＡ１２０−１からの送信に用いられているサブキャリア１４０に同一周波数且つ同一時間で多重される。また、期間ｔ４において、ＳＴＡ１２０−３は、引き続き四つのサブキャリア１４２、１４４を用いて、シグネチャ信号１５４ａ、１５５ａの送信も行う。なお、ＳＴＡ１２０−３によるシグネチャ信号１５４ａ、１５５ａおよびデータ信号１５４、１５５の送信期間は、期間ｔ４に限られるものではなく、送信すべきデータ信号１５４、１５５の送信が終了するときまで継続する。
【００７５】
このとき、ＡＰ１１０では、ＳＴＡ１２０−１、１２０−３からの各空間チャネルのチャネルレスポンスの推定が行われているため、個々のサブキャリアを集合的に復調および復号することができ、結果として、複数のＳＴＡ１２０を一つの送信機とみなすことができ、チャネルの空間多重を実現することが可能となる。
【００７６】
そして、ある時点にて、ＳＴＡ１２０−２において送信すべきデータ信号があるとする。ＳＴＡ１２０−２は、所定のＣＳＭＡアルゴリズムに従って、メディア１３０が使用中であることを検出する。ここで、ＳＴＡ１２０−２は、未使用のサブキャリア群を探すためにスキャンする。この場合、ＳＴＡ１２０−２は、サブキャリア１４３が属するサブキャリア群が使用されていないことを検出する。したがって、ＳＴＡ１２０−２は、未使用状態で残っているグループＣと関連づけられたことになる。
【００７７】
そして、期間ｔ５において、ＳＴＡ１２０−２は、二つのサブキャリア１４３を用いてプリアンブル信号１５６を送信する。プリアンブル信号１５６の送信終了後、期間ｔ６において、ＳＴＡ１２０−２は、複数のサブキャリア１４６を用いてデータ信号１５７を送信する。なお、ＳＴＡ１２０−２からの送信に用いられるサブキャリア１４６は、ＳＴＡ１２０−１、１２０−３からの送信に用いられているサブキャリア１４０、１４５に同一周波数且つ同一時間で多重される。また、期間ｔ６において、ＳＴＡ１２０−２は、引き続き二つのサブキャリア１４３を用いて、シグネチャ信号１５７ａの送信も行う。なお、ＳＴＡ１２０−２によるシグネチャ信号１５７ａおよびデータ信号１５７の送信期間は、期間ｔ６に限られるものではなく、送信すべきデータ信号１５７の送信が終了するときまで継続する。このとき、ＡＰ１１０では、ＳＴＡ１２０−１、１２０−２、１２０−３からの各空間チャネルのチャネルレスポンスの推定が行われているため、個々のサブキャリアを集合的に復調および復号することができる。
【００７８】
なお、上記の動作を実行する本実施の形態のＳＴＡ１２０と同一チャネルを共有する旧来の無線通信機器との共存を図るために、ＳＴＡ１２０が、メディア１３０の未使用を検出した時点で、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ等に基づく従来のプリアンブル信号１５８をプレフィックスしても良い。これにより、旧来の無線通信機器で、ＳＴＡ１２０の送信開始を検出し、そして、所定の送信持続期間１５９の間、メディアアクセスを遅延させることが容易となる。また、ＳＴＡ１２０が、従来のプリアンブル信号における予備的なフィールドの一つを用いて、この送信が新しいプロトコルに基づくものであることを示すようにしても良い。旧来の無線通信機器は、ＳＩＧＮＡＬフィールドにて規定された期間（例えば、送信持続期間１５９）が終了した時点で、ＣＣＡ（Clear Channel Assessment）によりメディア１３０が使用中であることが検出されるので、さらに続けてメディアアクセスを遅延させる。
【００７９】
また、上記の動作において、シグネチャ信号は、プリアンブル信号の送信終了後に送信されているが、プリアンブル信号に多重した上で同時に送信開始しても良い。さらに、シグネチャ信号およびプリアンブル信号の各系列符号を同一にした場合、ＳＴＡ１２０における符号生成処理および多重化処理を簡略化することが可能になる。
【００８０】
また、プリアンブル信号１５０、１５２、１５３、１５６、１５８は、次にメディア１３０がアイドルになる瞬間まで使用されるＯＦＤＭ帯域における例えばサブキャリア群の数等に関する情報をシグナリングしても良い。
【００８１】
また、上記の動作説明の変更例として、ＳＴＡ１２０−３が二つの送信系の間における空間多重を用いる代わりに、リンクの信頼性を上げるために例えばAlamouti符号化等のダイバーシチ送信技術を用いても良い。
【００８２】
次いで、ＳＴＡ１２０におけるメディアアクセス制御について説明する。図７は、本実施の形態のＳＴＡ１２０における動作およびその状態遷移を説明するための図である。
【００８３】
まず、初期状態として、ＳＴＡ１２０は、アイドリングの状態である（Ｓ１０００）。そして、上位層エンティティからデータ信号を受信すると（Ｓ１０１０）、メディア１３０の状態を探知するための処理を行う（Ｓ１０２０）。そして、メディア１３０が未使用であることが感知された場合（Ｓ１０３０）、所定のバックオフ処理を実行する（Ｓ１０４０）。一方、メディア状態感知処理（Ｓ１０２０）においてメディア１３０が使用中であることが感知された場合（Ｓ１０５０）、シグネチャ信号用のサブキャリアの検出を行う（Ｓ１０６０）。このシグネチャ信号用サブキャリア検出処理（Ｓ１０６０）では、未使用のサブキャリアを検出することにより、未使用のサブキャリア群の数、すなわち未使用の空間チャネル数が判断される。
【００８４】
ＳＴＡ１２０が、未使用のサブキャリア群の数が、送信に用いられる送信系の数に対して不足していると判断した場合（Ｓ１０７０）、Ｓ１０２０に戻る。このようにして、データ信号の送信を遅延させることにより、ＡＰ１１０におけるデータ信号の衝突を避け、受信誤り率特性の劣化を防止することができる。一方、未使用のサブキャリア群の数が、送信に用いられる送信系の数に対して十分であると判断した場合（Ｓ１０８０）、バックオフ処理（Ｓ１０４０）に移行する。
【００８５】
このバックオフ処理（Ｓ１０４０）は、基本的には従来のＣＳＭＡ方式におけるバックオフ処理、例えば、ＤＣＦ（Distributed Coordination Function）におけるバックオフ処理と同様であるが、本願発明の特徴を実施するために幾つかの変更を反映している。バックオフ処理（Ｓ１０４０）では、メディア１３０が少なくともＤＩＦＳ（Distributed Inter Frame Space）時間において、未使用であることが検出される度にバックオフカウンタ（ランダムバックオフカウンタ）がデクリメントされる。
【００８６】
バックオフカウンタは、メディア１３０が未使用である間、メディア状態感知処理によってシグナリング（Ｓ１０９０）されることにより、スロット時間インターバル毎に（スロット時間単位で）デクリメントされる。一方、シグネチャ信号用サブキャリア検出処理（Ｓ１０６０）の結果としてバックオフ処理（Ｓ１０４０）に入った場合は、デクリメントされるインターバルの単位が、スロット時間単位からシグネチャ信号用サブキャリア検出時間（つまり、シグネチャ信号の検出に要する時間）に切り替えられる。また、この場合、バックオフカウンタをデクリメントする前の待機期間であるＤＩＦＳ時間をモニタする必要がなくなる。
【００８７】
このように、メディア１３０の状態に応じてバックオフ処理におけるデクリメントの時間単位を切り替えることにより、メディア１３０の状態に応じた動作モード切り替えを行うことができる。特に、シグネチャ信号が、その検出に要する時間がスロット時間よりも長くなる特性を有する場合に、１回の検出時間が経過する前にバックオフカウンタが零になってしまいその結果としてデータ信号の衝突が起きてしまうことを回避することができる。
【００８８】
バックオフ処理（Ｓ１０４０）において、バックオフカウンタが零でない間は（Ｓ１１００）、ＳＴＡ１２０は、メディア状態感知処理（Ｓ１０２０）の状態とバックオフ処理（Ｓ１０４０）の状態とを繰り返す。一方、バックオフカウンタが零となった場合（Ｓ１１１０）、ＳＴＡ１２０は、未使用サブキャリア群におけるサブキャリアを用いてプリアンブル信号の送信を開始する（Ｓ１１２０）。このように、プリアンブル信号の送信の前にバックオフ処理を行うことにより、他のＳＴＡ１２０から送信されるデータ信号との衝突の発生をより確実に回避することができる。
【００８９】
そして、プリアンブル信号の送信が完了すると、ＳＴＡ１２０は、データ信号（およびシグネチャ信号）の送信を開始する（Ｓ１１３０）。そして、データ信号の送信が完了すると（Ｓ１１４０）、アイドリングの状態（Ｓ１０００）に戻る。
【００９０】
次いで、本実施の形態の無線ＬＡＮ１００にて実行される、競合ベースおよびポーリングベースの各メディアアクセス制御について説明する。
【００９１】
図８は、本実施の形態の無線ＬＡＮ１００における競合ベースのメディアアクセス制御を説明するための図である。なお、図８は、図７を用いて説明したＳＴＡ１２０における動作およびその状態遷移をカバーするものである。また、図８は、ＡＰ１１０に対するデータ信号送信を競合するＳＴＡ１２０−１、１２０−３、１２０−４の動作タイミング例を示している。ここでは、ＳＴＡ１２０−１、１２０−３、１２０−４は、ランダムバックオフカウンタに「２」、「５」、「６」をそれぞれ選択しているものとする。
【００９２】
メディア１３０がＤＩＦＳ期間にわたって未使用であったとき、ＳＴＡ１２０−１、１２０−３、１２０−４はそれぞれバックオフカウンタのデクリメントを開始する。２スロット時間（ＳＴ）経過後、すなわち時間ｔ１１のタイミングにて、ＳＴＡ１２０−１のバックオフカウンタが零までデクリメントされる。ＳＴＡ１２０−１はこのときプリアンブル信号１７０の送信を開始する。続いて、データ信号１７１およびシグネチャ信号の送信が行われる。また、時間ｔ１１のタイミングでは、ＳＴＡ１２０−３、１２０−４は、メディア１３０が使用中であると検出する。その結果、ＳＴＡ１２０−３、１２０−４でのバックオフ処理におけるデクリメントの時間単位を、スロット時間からシグネチャ検出時間（ＳＤＴ）に切り替える。
【００９３】
３シグネチャ検出時間経過後、すなわち時間ｔ１２のタイミングにて、ＳＴＡ１２０−３のバックオフカウンタが零までデクリメントされる。ＳＴＡ１２０−３はこのときプリアンブル信号１７２の送信を開始する。ＳＴＡ１２０−３は二つの送信系（アンテナ）を有するため、送信には例えば二つのアンテナ１２１−３１、１２１−３２を用いる。続いて、データ信号１７３およびシグネチャ信号の送信が行われる。
【００９４】
二つの送信系（アンテナ）を有するＳＴＡ１２０−４は、利用可能なシグネチャ信号用サブキャリアの数が不足していることを検出する。なぜなら、ＡＰ１１０は四つの受信系しかないからである。換言すれば、ＡＰ１１０に対してデータ信号を並行送信できる送信系の総数は最大で四つである。したがって、ＳＴＡ１２０−４によるメディアアクセスは時間ｔ１２から延期され、よって送信処理も延期される。
【００９５】
そして、時間ｔ１４のタイミングにて、ＳＴＡ１２０−１がデータ信号１７１およびシグネチャ信号の送信を終了し、このとき、ＳＴＡ１２０−４は、バックオフカウンタのデクリメントを行う。そして、時間ｔ１５のタイミングにて、ＳＴＡ１２０−４のバックオフカウンタが零までデクリメントされる。ＳＴＡ１２０−４はこのときプリアンブル信号１７４の送信を開始する。ＳＴＡ１２０−４は二つの送信系（アンテナ）を有するため、送信には例えば二つのアンテナ１２１−４１、１２１−４２を用いる。続いて、データ信号１７５およびシグネチャ信号の送信が行われる。
【００９６】
なお、最後にメディアアクセスしたＳＴＡ１２０−４に関しては、上記の方法に代わる別のアクセス方法が考えられる。例えば、時間ｔ１２のタイミングにて、利用可能な空間チャネルが一つしか残っていないことが検出されると、ＳＴＡ１２０−４は、一つの送信系のみを使用して送信を行うよう動作モードを切り替えても良い。この場合、ＳＴＡ１２０−４は時間ｔ１２においてもデクリメントを行うことができ、時間ｔ１３のタイミングにて、ＳＴＡ１２０−４のバックオフカウンタが零に達する。この時点で、ＳＴＡ１２０−４は例えばアンテナ１２１−４１のみを用いてプリアンブル信号１７６の送信を行う。続いて、データ信号１７７およびシグネチャ信号の送信が行われる。
【００９７】
なお、図８において注意すべきことは、トレーニング時間（ＴＴ）とシグネチャ検出時間が異なり得るということである。本実施の形態では、シグネチャ信号とプリアンブル信号とは同一であるため、図示されているように、シグネチャ検出時間がトレーニング時間よりも短くなると想定するのが妥当である。
【００９８】
次に、本実施の形態の無線ＬＡＮ１００におけるポーリングベースのメディアアクセス制御を説明する。ここで説明するポーリングベースのメディアアクセス制御によれば、複数のＳＴＡ１２０による同時メディアアクセスをＡＰ１１０が調整することを容易にすることにより、帯域のオーバヘッドを削減し省電力化が促される。
【００９９】
同時メディアアクセスの調整に用いられるポーリングフレーム（ConcurrentPoll）１８０は、メディア１３０へのアクセスを行っても良い時間と、使用して良い送信系の数と、動作送信モードを示す。また、ポーリングフレーム１８０は、複数のＳＴＡ１２０に対して同時に帯域を付与するためにＡＰ１１０から送信される。ポーリングフレーム１８０は、例えば次のようなフレーム構造を有する。
ConcurrentPoll
{
{AddressSTA1, GrantDuration1, NoTx1, TxMode1}
{AddressSTA2, GrantDuration2, NoTx2, TxMode2}
:
:
{AddressSTAN, GrantDurationN, NoTxN, TxModeN}
}
【０１００】
AddressSTAフィールドはポーリングされるＳＴＡ１２０のアドレスを示すGrantDurationフィールドはＳＴＡ１２０がメディア１３０にアクセスして良い時間を示す。NoTxフィールドは、使用される送信系の数を示し、TxModeフィールドはＡＰ１１０がＳＴＡ１２０に対して、空間多重、ダイバーシチシグナリングまたは両者の組み合わせ等の特定の送信モードを用いるよう指示するのに使用され得る。
【０１０１】
メディア１３０の利用効率を最大化するため、ＡＰ１１０は、全ての送信系が使用中となる時間を最大化することのできるスケジューリングエンティティを用いているものとする。上記のフレーム構造に基づくと、これは、全てのＳＴＡ１２０に対するGrantDurationが互いに同一となるようにすることに等しい。
【０１０２】
本実施の形態では、各送信系に対して専用のサブキャリア群が割り当てられることとなるが、ポーリングベースの場合、ＡＰ１１０はサブキャリア群の割り当てを明示的に行うことが可能である。これは、例えば、上記フレーム構造における各列にSignatureSubcarrierフィールドを追加することで実現することができる。こうすることによって、ＳＴＡ１２０は、どのサブキャリア群を使用すれば良いのかを知ることができる。また、このような情報は、上記のフレーム構造において黙示的に組み込まれていても良い。
【０１０３】
図９は、本実施の形態の無線ＬＡＮ１００におけるポーリングベースのメディアアクセス制御を説明するための図である。
【０１０４】
まず、ＡＰ１１０からポーリングフレーム１８０が例えばＳＴＡ１２０−１、１２０−２、１２０−３にポーリングされる。従来のシステムとの共存のためにネットワークアロケーションベクトル（ＮＡＶ）に相当する期間（ＮＡＶ設定期間１８１とする）を設定し他のＳＴＡ１２０からの干渉およびデータ衝突を回避するようにしても良い。また、ＮＡＶを設定することによって、従来の端末装置のアクセスをも禁止することができる。
【０１０５】
そして、ポーリングフレーム１８０の送信が終了してからＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）１８３の期間が経過した後、参照番号１８２で示されるタイミングにて、ＳＴＡ１２０−１はプリアンブル信号１８４の送信を開始し、ＳＴＡ１２０−２はプリアンブル信号１８５の送信を開始し、ＳＴＡ１２０−２はプリアンブル信号１８６の送信を開始する。これらの送信は同時に開始される。続いて、ＳＴＡ１２０−１はデータ信号１８７およびシグネチャ信号の送信を行い、ＳＴＡ１２０−２はデータ信号１８８およびシグネチャ信号の送信を行い、ＳＴＡ１２０−３はデータ信号１８９およびシグネチャ信号の送信を行う。
【０１０６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、互いに異なる周波数を有する複数のサブキャリア１４１、１４２、１４３、１４４を使用してプリアンブル信号を送信するとともにサブキャリア１４１、１４２、１４３、１４４と異なる周波数を有するサブキャリア１４０を使用してデータ信号を送信するため、ＳＴＡ１２０が無線ＬＡＮ１００に分散配置された状況であっても時間領域においてプリアンブル信号間の直交性を維持することが可能となり、複数のＳＴＡ１２０がＡＰ１１０に対して同時にデータ信号を送信することが可能になり、よって、無線ＬＡＮ１００におけるスループットを向上させることができる。
【０１０７】
また、本実施の形態によれば、サブキャリア１４１、１４２、１４３、１４４のうち未使用のものを検出し、データ信号の送信を行うときに、検出された未使用シグネチャサブキャリアを用いてシグネチャ信号を送信するため、時間領域においてプリアンブル信号間の直交性を維持する効果を、ポーリングベースのメディアアクセス制御だけでなく競合ベースでのメディアアクセス制御においても確実に実現することができる。
【０１０８】
また、本実施の形態によれば、サブキャリア１４１、１４２、１４３、１４４の数は、ＡＰ１１０に対してデータ信号を並行送信することが可能なアンテナの総数に対応し、サブキャリア１４１、１４２、１４３、１４４のうち少なくとも一つの未使用サブキャリアを検出するため、ＡＰ１１０に対するデータ信号の並行送信にあと幾つのアンテナが使用可能であるかをＳＴＡ１２０にて把握することができ、これに応じてデータ信号の並行送信を行うことができる。また、本実施の形態によれば、あるＳＴＡ１２０がＡＰ１１０に対するデータ信号の送信を既に行っている状況において他のＳＴＡ１２０がデータ信号の並行送信に参入する場合であっても、ＡＰ１１０は受信制御処理を個別に行うことができる。
【０１０９】
また、本実施の形態によれば、サブキャリア１４１、１４２、１４３、１４４の各々は複数のサブキャリア群のいずれかに属し、サブキャリア群の数は、ＡＰ１１０に対してデータ信号を並行送信することが可能なアンテナの総数と同数である。また、複数のサブキャリア群のうち未使用のものを検出し、アンテナ１２１−１〜１２１−ＭＴのうち、検出された未使用サブキャリア群の数以下の数のアンテナを介してデータ信号の送信を行う。この結果、例えば、検出された未使用サブキャリア群の数が、ＳＴＡ１２０のアンテナ数以上の場合は、全てのアンテナを介してデータ信号の送信を行うことができ、検出された未使用サブキャリア群の数が、ＳＴＡ１２０のアンテナ数以下の場合は、未使用サブキャリア群数と同数のアンテナを介してデータ信号の送信を行うことができる。
【０１１０】
なお、本実施の形態で説明した無線ＬＡＮ１００には、幾つかの応用分野がある。すなわち、企業においては、無線アクセス対応のノート型コンピュータを机上で用い、時々、これを会議室等へ移動させて用いることができる。一方、家庭においては、ＡＰを、セットトップボックス、メディアプレーヤおよびインターネットへのポータルからなるホームＡＶサーバに接続し、無線アクセス機能を備えた各種の機器、例えば表示パネル、カメラ、ノード型コンピュータ等がインターネットやホームＡＶサーバに格納された情報にアクセスする等して用いることができる。
【０１１１】
また、本実施の形態の無線ＬＡＮ１００は、データサービスを利用するＳＴＡがアクセスするオフィスビルのロビーやコーヒーショップ等のセルラーホットスポットにも応用することができる。
【０１１２】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２に係る無線送信装置を適用した携帯端末装置（ＳＴＡ）の構成を示すブロック図である。なお、図１０に示すＳＴＡ２００は、実施の形態１で説明したＳＴＡ１２０と同様の基本的構成を有している。実施の形態１で説明したものと同様の装置、構成要素およびステップには同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１３】
また、ＳＴＡ２００は、図１および図２を用いて説明した、中央の送受信装置（ＡＰ１１０）を有するタイプの無線ＬＡＮ１００と、アドホック型の無線ＬＡＮ１００ａにおいて用いることができる。なお、本実施の形態では、図１に示された無線ＬＡＮ１００においてＳＴＡ２００を使用する場合を例にとって詳細に説明する。また、実施の形態１と同様に、本実施の形態では、無線ＬＡＮ１００において移動可能に分散配置されたＮ基のＳＴＡ２００−１〜２００−Ｎが使用される。Ｎ基のＳＴＡ２００−１〜２００−Ｎの任意の１基以上のＳＴＡについて言及するとき、「ＳＴＡ２００」と言う。
【０１１４】
Ｎ基のＳＴＡ２００−１〜２００−Ｎの各々は、相互に独立した信号を同一周波数帯域にて同時に送信することが可能なＭＴＮ本のアンテナ２０１−１１〜２０１−１ＭＴ１、…、２０１−Ｎ１〜２０１−ＮＭＴＮ有する。なお、ＳＴＡ２００に言及するとき、ＳＴＡ２００が有するアンテナを「アンテナ２０１−１〜２０１−ＭＴ」と言う。
【０１１５】
また、ＳＴＡ２００は、ＭＴ本のアンテナ２０１−１〜２０１−ＭＴにそれぞれ対応し、上位層エンティティから入力されたデータ信号に対して所定の処理を施した上で無線送信する送受信部２０２−１〜２０２−ＭＴと、メディア１３０を介してＡＰ１１０との間で行われる無線通信に用いられる通信周波数帯域において未使用のサブキャリアを検出する未使用サブキャリア検出部２０３と、を有する。ＭＴ本のアンテナ２０１−１〜２０１−ＭＴと、ＭＴ本のアンテナ２０１−１〜２０１−ＭＴにそれぞれ対応し、上位層エンティティから入力されたデータ信号に対して所定の処理を施した上で無線送信する送受信部２０２−１〜２０２−ＭＴとは、ＭＴ個の送受信系を構成する。なお、各構成要素における動作の詳細については後で詳述する。また、本実施の形態では、実施の形態１と同様に、ＳＴＡ２００が無線送信装置としての機能を実行しＡＰ１１０が無線受信装置としての機能を実行する場合に焦点をあて、これ以外の場合についての詳細な説明を省略する。
【０１１６】
次いで、上記構成を有するＳＴＡ２００における動作について説明する。
【０１１７】
図１１は、本実施の形態の無線ＬＡＮ１００における周波数帯域の割り当てを説明するための図である。
【０１１８】
無線ＬＡＮ１００を高スループットの無線通信ネットワークシステムとして実現するためには、複数のＳＴＡ２００が同時にメディア１３０にアクセスし、ＡＰ１１０に対して同時並行でデータ伝送を行うことが必要である。ＡＰ１１０へのデータ信号の並行送信を行うためには、各ＳＴＡ２００からＡＰ１１０に対して送信されるプリアンブル信号同士およびシグネチャ信号同士の直交性を保ち非同期の問題を克服することが不可欠である。
【０１１９】
信号間の直交性を維持することを達成するための方法の一つとして、ＡＰ１１０宛てのデータ伝送を行う各送信系に対して個別にサブキャリアが割り当てられるようにすることが挙げられる。
【０１２０】
図１１に示す帯域割り当てにおいて、プリアンブル信号の送信に利用可能な複数のサブキャリア２１１が全てのＳＴＡ２００によって共有されている。このように、プリアンブル信号送信専用の複数のサブキャリア２１１を全てのＳＴＡ２００の間で共用することにより、ＡＰ１１０での例えばチャネル推定等の処理において一定の精度を確保することができる。
【０１２１】
また、シグネチャ信号の送信に利用可能なサブキャリアは複数のサブキャリア群に分けられている。本実施の形態では、ＡＰ１１０が四つの受信系（アンテナ）を有していることを想定するため、四つのサブキャリア２１２、２１３、２１４、２１５が、シグネチャ信号の送信に利用可能である。
【０１２２】
これらのサブキャリア２１１、２１２、２１３、２１４、２１５は互いに異なる周波数を有する。そして、これらのサブキャリア２１１、２１２、２１３、２１４、２１５の間の帯域にデータ信号送信用の複数のサブキャリア２１０が配置されている。複数のサブキャリア２１０は、一つのサブキャリアクラスタを構成する。このように、プリアンブル信号およびシグネチャ信号の送信に用いられるサブキャリア２１１、２１２、２１３、２１４、２１５の各周波数を、無線通信の使用周波数帯域において分散させることにより、ＡＰ１１０での例えばチャネル推定等の精度を向上させることができる。
【０１２３】
なお、グループ数、グループあたりのサブキャリア数、グループ間の間隔等を含む周波数帯域の割り当ては、チャネルの帯域幅および動的状態並びに送受信装置の性能に適合するように決定される。また、周波数帯域の割り当ては、ＡＰ１１０が例えばビーコンを用いて全てのＳＴＡ２００に対して報知しても良いが、本実施の形態では、全てのＳＴＡ２００が何らかの方法によって予め周波数帯域割当に関する情報を有しているものと想定する。本実施の形態では、ＳＴＡ２００−１が有する送信系の数は一つであり、ＳＴＡ２００−２が有する送信系の数は一つであり、ＳＴＡ２００−３が有する送信系の数は二つであり、ＳＴＡ２００−４が有する送信系の数は二つであり、ＡＰ１１０が有する受信系の数は四つであることを想定する。
【０１２４】
図１２および図１３は、図１１に示す周波数帯域割り当てに基づくＳＴＡ２００の動作説明図であり、図１２は、使用されるサブキャリアの周波数の観点から見た動作説明図であり、図１３は、サブキャリアが使用される時間の観点から見た動作説明図である。
【０１２５】
まず、時刻ｔ０において、ＳＴＡ２００−１は、メディア１３０が未使用（アイドル）であることを確認すると、期間ｔ１において、複数のサブキャリア２１１を用いてプリアンブル信号２２０を送信し、これと同時に、サブキャリア２１２を用いてシグネチャ信号２２０ａを送信する。このように、シグネチャ信号２２０ａの送信をプリアンブル信号２２０の送信と同時に開始することにより、ＡＰ１１０宛てのデータ信号送信が予定されていることを他のＳＴＡ２００に対して通知することができる。
【０１２６】
プリアンブル信号２２０の送信終了後、期間ｔ２において、ＳＴＡ２００−１は、複数のサブキャリア２１０を用いてデータ信号２２１を送信する。また、期間ｔ２において、ＳＴＡ２００−１は、引き続きサブキャリア２１２を用いてシグネチャ信号２２０ａの送信も行う。これにより、サブキャリア２１２が使用されていること、換言すれば、ＳＴＡ２００−１が一つの送信系を用いて送信していること、さらに換言すれば、ＡＰ１１０の利用可能な四つの受信系の一つが使用されていることを他のＳＴＡ２００に対して示すことができる。
【０１２７】
これにより、ＡＰ１１０に対してデータ信号の送信を行おうとする他のＳＴＡ２００が、あと幾つの送信系を使用することが可能であるかを把握することが可能になる。
【０１２８】
なお、ＳＴＡ２００−１によるシグネチャ信号２２０ａおよびデータ信号２２１の送信期間は、期間ｔ２までではなく、送信すべきデータ信号２２１の送信が終了するときまで継続する。
【０１２９】
そして、ある時点にて、ＳＴＡ２００−３において送信すべきデータ信号があるとする。ＳＴＡ２００−３は、ＣＳＭＡアルゴリズムに従って、メディア１３０が使用中（ビジー）であることを検出する。ここでＳＴＡ２００−３は、メディアアクセスを遅延させるのではなく、未使用の（利用可能な）サブキャリアを探すためにスキャンする。
【０１３０】
この場合、ＳＴＡ２００−３は、複数のサブキャリア２１１が使用されていないことを検出する。また、サブキャリア２１２の使用を検出する、換言すれば、三つのサブキャリア２１３、２１４、２１５が使用されていないことを検出する。したがって、ＳＴＡ２００−３は、三つの未使用サブキャリア２１３、２１４、２１５のうち任意の二つのサブキャリアを選択する。本実施の形態では、サブキャリア２１３、２１５を選択し、選択したサブキャリア２１３、２１５でＳＴＡ２００−３のシグネチャ信号を送信することを想定する。
【０１３１】
そして、期間ｔ３において、ＳＴＡ２００−３は、複数のサブキャリア２１１を用いてプリアンブル信号２２２を一つの送信系（例えばアンテナ２０１−３１）から送信し、これと同時に、サブキャリア２１５を用いてシグネチャ信号２２２ａを送信する。プリアンブル信号２２２の送信終了後、期間ｔ４において、ＳＴＡ２００−３は、複数のサブキャリア２１１を用いてプリアンブル信号２２３をもう一つの送信系（例えばアンテナ２０１−３２）から送信し、これと同時に、サブキャリア２１３を用いてシグネチャ信号２２３ａを送信する。このとき、アンテナ２０１−３１からのプリアンブル信号２２２ａの送信は継続されている。
【０１３２】
このように、プリアンブル信号送信用のサブキャリア２１１を送信系毎に時分割で使用することによって、送信系間のプリアンブル信号の直交性を維持することができる。
【０１３３】
そして、期間ｔ５において、ＳＴＡ２００−３は、複数のサブキャリア２１６を用いてデータ信号２２４、２２５を送信する。なお、ＳＴＡ２００−３からの送信に用いられるサブキャリア２１６は、ＳＴＡ２００−１からの送信に用いられているサブキャリア２１０に同一周波数且つ同一時間で多重される。また、期間ｔ５において、ＳＴＡ２００−３は、引き続きサブキャリア２１３、２１５を用いてシグネチャ信号２２２ａ、２２３ａの送信も行う。なお、ＳＴＡ２００−３によるシグネチャ信号２２２ａ、２２３ａおよびデータ信号２２４、２２５の送信期間は、期間ｔ５までではなく、送信すべきデータ信号２２４、２２５の送信が終了するときまで継続する。このとき、ＡＰ１１０では、ＳＴＡ２００−１、２００−３からの各空間チャネルのチャネルレスポンスの推定が行われているため、個々のサブキャリアを集合的に復調および復号することができ、結果として、複数のＳＴＡ２００を一つの送信機とみなすことができ、チャネルの空間多重を実現することが可能となる。
【０１３４】
そして、ある時点にて、ＳＴＡ２００−２において送信すべきデータ信号があるとする。ＳＴＡ２００−２は、所定のＣＳＭＡアルゴリズムに従って、メディア１３０が使用中であることを検出する。ここで、ＳＴＡ２００−２は、未使用のサブキャリアを探すためにスキャンする。この場合、ＳＴＡ２００−２は、複数のサブキャリア２１１が使用されていないことを検出する。また、サブキャリア２１４が使用されていないことを検出する。
【０１３５】
そして、期間ｔ６において、ＳＴＡ２００−２は、複数のサブキャリア２１１を用いてプリアンブル信号２２６を送信し、これと同時に、サブキャリア２１４を用いてシグネチャ信号２２６ａを送信する。プリアンブル信号２２６の送信終了後、期間ｔ７において、ＳＴＡ２００−２は、複数のサブキャリア２１７を用いてデータ信号２２７を送信する。なお、ＳＴＡ２００−２からの送信に用いられるサブキャリア２１７は、ＳＴＡ２００−１、２００−３からの送信に用いられているサブキャリア２１０、２１６に同一周波数且つ同一時間で多重される。また、期間ｔ７において、ＳＴＡ２００−２は、引き続きサブキャリア２１４を用いてシグネチャ信号２２６ａの送信も行う。なお、ＳＴＡ２００−２によるシグネチャ信号２２６ａおよびデータ信号２２７の送信期間は、期間ｔ７までではなく、送信すべきデータ信号２２７の送信が終了するときまで継続する。このとき、ＡＰ１１０では、ＳＴＡ２００−１、２００−２、２００−３からの各空間チャネルのチャネルレスポンスの推定が行われているため、個々のサブキャリアを集合的に復調および復号することができる。
【０１３６】
なお、上記の動作を実行する本実施の形態のＳＴＡ２００と同一チャネルを共有する旧来の無線通信機器との共存を図るために、ＳＴＡ２００が、メディア１３０の未使用を検出した時点で、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ等に基づく従来のプリアンブル信号２２８をプレフィックスしても良い。これにより、旧来の無線通信機器で、ＳＴＡ２００の送信開始を検出し、そして、所定の送信持続期間２２９の間、メディアアクセスを遅延させることが容易となる。また、ＳＴＡ２００が、従来のプリアンブル信号における予備的なフィールドの一つを用いて、この送信が新しいプロトコルに基づくものであることを示すようにしても良い。旧来の無線通信機器は、ＳＩＧＮＡＬフィールドにて規定された期間（例えば、送信持続期間２２９）が終了した時点で、ＣＣＡ（Clear Channel Assessment）によりメディア１３０が使用中であることが検出されるので、さらに続けてメディアアクセスを遅延させる。
【０１３７】
また、プリアンブル信号２１１は、次にメディア１３０がアイドルになる瞬間まで使用されるＯＦＤＭ帯域に関する情報（例えば、プリアンブル信号送信用のサブキャリアの数、データ信号送信用のサブキャリアの数、シグネチャ信号送信用のサブキャリアの数、および、これらのサブキャリアの間隔等）をシグナリングしても良い。
【０１３８】
次いで、ＳＴＡ２００におけるメディアアクセス制御について説明する。図１４は、本実施の形態のＳＴＡ２００における動作およびその状態遷移を説明するための図である。
【０１３９】
本実施の形態では、メディア状態感知処理（Ｓ１０２０）においてメディア１３０が使用中であることが感知された場合（Ｓ１０５０）、プリアンブル信号送信用として全てのＳＴＡ２００間で共有されているサブキャリアが使用されているか否かの検出を行う（Ｓ２０１０）。共有サブキャリアが使用中であることが検出された場合（Ｓ２０２０）、メディア状態感知処理（Ｓ１０２０）に戻る。一方、共有サブキャリアが使用可能であることが検出された場合（Ｓ２０３０）、シグネチャ信号用サブキャリア検出処理（Ｓ１０６０）に進む。
【０１４０】
また、本実施の形態では、バックオフ処理（Ｓ１０４０）においてバックオフカウンタが零となった場合（Ｓ１１１０）、ＳＴＡ２００は、プリアンブル信号送信用の共有サブキャリアを用いてプリアンブル信号の送信を開始し、シグネチャ信号送信用のサブキャリアを用いてシグネチャ信号の送信を開始する（Ｓ１１２５）。
【０１４１】
次いで、本実施の形態の無線ＬＡＮ１００にて実行される、競合ベースおよびポーリングベースの各メディアアクセス制御について説明する。
【０１４２】
図１５は、本実施の形態の無線ＬＡＮ１００における競合ベースのメディアアクセス制御を説明するための図である。なお、図１５は、図１４を用いて説明したＳＴＡ２００における動作およびその状態遷移をカバーするものである。また、図１５は、ＡＰ１１０に対するデータ信号送信を競合するＳＴＡ２００−１、２００−３、２００−４の動作タイミング例を示している。ここでは、ＳＴＡ２００−１、２００−３、２００−４は、ランダムバックオフカウンタに「２」、「５」、「６」をそれぞれ選択しているものとする。
【０１４３】
メディア１３０がＤＩＦＳ期間にわたって未使用であったとき、ＳＴＡ２００−１、２００−３、２００−４はそれぞれバックオフカウンタのデクリメントを開始する。２スロット時間（ＳＴ）経過後、すなわち時間ｔ１１のタイミングにて、ＳＴＡ２００−１のバックオフカウンタが零までデクリメントされる。ＳＴＡ２００−１はこのときプリアンブル信号２６０の送信およびシグネチャ信号の送信を開始する。続いて、時間ｔ１２のタイミングにて、プリアンブル信号２６０の送信が終了するとともに、データ信号２６１の送信が開始される。シグネチャ信号の送信は継続される。
【０１４４】
一方、時間ｔ１１のタイミングでは、ＳＴＡ２００−３、２００−４は、メディア１３０が使用中であると検出する。その結果、ＳＴＡ２００−３、２００−４でのバックオフ処理におけるデクリメントの時間単位を、スロット時間からシグネチャ検出時間（ＳＤＴ）に切り替える。
【０１４５】
３シグネチャ検出時間経過後、すなわち時間ｔ１３のタイミングにて、ＳＴＡ２００−３のバックオフカウンタが零に達する。ＳＴＡ２００−３はこのとき一つの送信系（例えばアンテナ２０１−３１）を用いてプリアンブル信号２６２およびシグネチャ信号の送信を開始する。続いて、プリアンブル信号２６２の送信が終了するとともに、ＳＴＡ２００−３はもう一つの送信系（例えばアンテナ２０１−３２）を用いてプリアンブル信号２６３およびシグネチャ信号の送信を開始される。そして、時間ｔ１４のタイミングにて、プリアンブル信号２６３の送信が終了し、ＳＴＡ２００−３は、アンテナ２０１−３１を用いたデータ信号２６４の送信およびアンテナ２０１−３２を用いたデータ信号２６５の送信を開始する。各アンテナ２０１−３１、２０１−３２からのシグネチャ信号の送信は継続されている。
【０１４６】
二つの送信系（アンテナ）を有するＳＴＡ２００−４は、利用可能なシグネチャ信号用サブキャリアの数が不足していることを検出する。なぜなら、ＡＰ１１０は四つの受信系しかないからである。換言すれば、ＡＰ１１０に対してデータ信号を並行送信できる送信系の総数は最大で四つである。したがって、ＳＴＡ２００−４によるメディアアクセスは時間ｔ１４から延期され、よって送信処理も延期される。
【０１４７】
そして、時間ｔ１６のタイミングにて、ＳＴＡ２００−１がデータ信号２６１およびシグネチャ信号の送信を終了し、このとき、ＳＴＡ２００−４は、バックオフカウンタのデクリメントを行う。そして、時間ｔ１７のタイミングにて、ＳＴＡ２００−４のバックオフカウンタが零に到達する。
【０１４８】
ＳＴＡ２００−４はこのとき一つの送信系（例えばアンテナ２０１−４１）を用いてプリアンブル信号２６６およびシグネチャ信号の送信を開始する。続いて、プリアンブル信号２６６の送信が終了するとともに、ＳＴＡ２００−４はもう一つの送信系（例えばアンテナ２０１−４２）を用いてプリアンブル信号２６７およびシグネチャ信号の送信を開始される。そして、プリアンブル信号２６７の送信が終了したとき、ＳＴＡ２００−４は、アンテナ２０１−４１を用いたデータ信号２６８の送信およびアンテナ２０１−４２を用いたデータ信号２６９の送信を開始する。各アンテナ２０１−４１、２０１−４２からのシグネチャ信号の送信は継続されている。
【０１４９】
なお、最後にメディアアクセスしたＳＴＡ２００−４に関しては、上記の方法に代わる別のアクセス方法が考えられる。例えば、時間ｔ１４のタイミングにて、利用可能な空間チャネルが一つしか残っていないことが検出されると、ＳＴＡ２００−４は、一つの送信系のみを使用して送信を行うよう動作モードを切り替えても良い。この場合、ＳＴＡ２００−４は時間ｔ１４においてもデクリメントを行うことができ、時間ｔ１５のタイミングにて、ＳＴＡ２００−４のバックオフカウンタが零に達する。この時点で、ＳＴＡ２００−４は例えばアンテナ２０１−４１のみを用いてプリアンブル信号２７０およびシグネチャ信号の送信を行う。続いて、データ信号２７１およびシグネチャ信号の送信が行われる。
【０１５０】
次に、本実施の形態の無線ＬＡＮ１００におけるポーリングベースのメディアアクセス制御を説明する。ここで説明するポーリングフレーム２８０は実施の形態１で説明したポーリングフレーム１８０と略同一のフレーム構造を有するため、その詳細な説明を省略する。
【０１５１】
本実施の形態では、各送信系に対して専用のサブキャリアが割り当てられることとなるが、ポーリングベースの場合、ＡＰ１１０はサブキャリアの割り当てを明示的に行うことが可能である。これは、例えば、ポーリングフレーム２８０のフレーム構造における各列にSignatureSubcarrierフィールドを追加することで実現することができる。こうすることによって、ＳＴＡ２００は、シグネチャ信号の送信にどのサブキャリアを使用すれば良いのかを知ることができる。また、このような情報は、上記のフレーム構造において黙示的に組み込まれていても良い。
【０１５２】
図１６は、本実施の形態の無線ＬＡＮ１００におけるポーリングベースのメディアアクセス制御を説明するための図である。
【０１５３】
まず、ＡＰ１１０からポーリングフレーム２８０が例えばＳＴＡ２００−１、２００−２、２００−３にポーリングされる。従来のシステムとの共存のためにネットワークアロケーションベクトル（ＮＡＶ）に相当する期間（ＮＡＶ設定期間２８１とする）を設定し他のＳＴＡ２００からの干渉およびデータ衝突を回避するようにしても良い。
【０１５４】
本実施の形態では、ポーリングフレーム２８０の送信が終了してからＳＩＦＳ２８２の期間が経過した後、参照番号２８３で示されるタイミングにて、ＳＴＡ２００−１はプリアンブル信号２８４およびシグネチャ信号の送信を開始する。
【０１５５】
そして、トレーニング時間（ＴＴ）の終了後、参照番号２８５で示されるタイミングにて、ＳＴＡ２００−１はプリアンブル信号２８４の送信を終了するとともにデータ信号２８６の送信を開始する。また、これと同時に、ＳＴＡ２００−２は、プリアンブル信号２８７およびシグネチャ信号の送信を開始する。なお、トレーニング時間は、例えば、ネットワークノードのＭＩＢ（Management Information Base）における定数として実施することが可能である。
【０１５６】
そして、参照番号２８８で示されるタイミングにて、ＳＴＡ２００−２は、プリアンブル信号２８７の送信を終了するとともにデータ信号２８８の送信を開始する。また、これと同時に、ＳＴＡ２００−３は、第１の送信系を用いてプリアンブル信号２８９およびシグネチャ信号の送信を開始する。
【０１５７】
そして、参照番号２９０で示されるタイミングにて、ＳＴＡ２００−３は、第１の送信系を用いたプリアンブル信号２８７の送信を終了し、第２の送信系を用いてプリアンブル信号２９１およびシグネチャ信号の送信を開始する。そして、参照番号２９２で示されるタイミングにて、ＳＴＡ２００−３は、第２の送信系を用いたプリアンブル信号２９１の送信を終了し、第１の送信系および第２の送信系のそれぞれを用いてデータ信号２９３の送信を開始する。
【０１５８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、サブキャリア２１２、２１３、２１４、２１５の数は、ＡＰ１１０に対してデータ信号を並行送信することが可能なアンテナの総数と同数である。また、サブキャリア２１２、２１３、２１４、２１５のうち未使用のものを検出し、アンテナ２０１−１〜２０１−ＭＴのうち検出された未使用サブキャリアの数以下の数のアンテナを介してデータ信号の送信を行う。この結果、例えば、検出された未使用サブキャリアの数が、ＳＴＡ２００のアンテナ数以上の場合は、全てのアンテナを介してデータ信号の送信を行うことができ、検出された未使用サブキャリアの数が、ＳＴＡ２００のアンテナ数以下の場合は、未使用サブキャリア数と同数のアンテナを介してデータ信号の送信を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本発明の無線送信装置および無線送信方法は、無線通信ネットワークにおけるスループットを向上させる効果を有し、例えば無線ＬＡＮ等の無線通信ネットワークシステムにおいて有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線送信装置を用いた無線ＬＡＮの一例を示す構成図
【図２】本実施の形態に係る無線送信装置を用いた無線ＬＡＮの他の例を示す構成図
【図３】本実施の形態に係る無線送信装置の内部構成を示すブロック図
【図４】本実施の形態の無線ＬＡＮにおける周波数帯域の割り当てを説明するための図
【図５】図４に示す周波数帯域割り当てに基づく、本実施の形態に係る無線送信装置の動作説明図であり、使用されるサブキャリアの周波数の観点から見た動作説明図
【図６】図４に示す周波数帯域割り当てに基づく、本実施の形態に係る無線送信装置の動作説明図であり、サブキャリアが使用される時間の観点から見た動作説明図
【図７】本実施の形態に係る無線送信装置における動作およびその状態遷移を説明するための図
【図８】本実施の形態の無線ＬＡＮにおける競合ベースのメディアアクセス制御を説明するための図
【図９】本実施の形態の無線ＬＡＮにおけるポーリングベースのメディアアクセス制御を説明するための図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の内部構成を示すブロック図
【図１１】本実施の形態の無線ＬＡＮにおける周波数帯域の割り当てを説明するための図
【図１２】図１１に示す周波数帯域割り当てに基づく、本実施の形態に係る無線送信装置の動作説明図であり、使用されるサブキャリアの周波数の観点から見た動作説明図
【図１３】図１１に示す周波数帯域割り当てに基づく、本実施の形態に係る無線送信装置の動作説明図であり、サブキャリアが使用される時間の観点から見た動作説明図
【図１４】本実施の形態に係る無線送信装置における動作およびその状態遷移を説明するための図
【図１５】本実施の形態の無線ＬＡＮにおける競合ベースのメディアアクセス制御を説明するための図
【図１６】本実施の形態の無線ＬＡＮにおけるポーリングベースのメディアアクセス制御を説明するための図
【符号の説明】
【０１６１】
１００、１００ａ  無線ＬＡＮ
１１０  アクセスポイント（ＡＰ）
１１１−１、…、１１１−ＭＲ、１２１−１、…、１２１ＭＴ、１２１−１１、…、１２１−ＮＭＴＮ、１２１ａ−１１、…、１２１ａ−ＩＭＴＩ、１２１ｂ−１１、…、１２１ｂ−ＪＭＴＪ、２０１−１、…、２０１−ＭＴ  アンテナ
１２０、１２０−１、…、１２０−ＭＴ、１２０ａ−１、…、１２０ａ−ＭＩ、１２０ｂ−１、…、１２０ｂ−ＭＪ  携帯端末装置（ＳＴＡ）
１２２−１、…、１２２−ＭＴ、２０２−１、…、２０２−ＭＴ  送受信部
１２３、２０３  未使用サブキャリア検出部
１３０  メディア
【図１】
2005192127.tif 000005
【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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