(57)【要約】利用可能な複数種類の伝送速度の中で、データパケットの送信に用いる伝送速度を宛先無線局ごとに個別に管理する。送信バッファ上に送信対象のデータパケットが複数存在し、かつ複数のデータパケットを同時に送信可能な場合には、各々のデータパケットのデータ量を表すパケットサイズと、各々のデータパケットの宛先無線局に対応付けられた伝送速度とを参照し、パケットサイズおよび伝送速度により定まるパケット長（伝送所要時間）をデータパケットごとに確認し、パケット長が互いにほぼ等しい複数のデータパケットを宛先無線局に関係なく選択する。選択した複数のデータパケットを複数の無線チャネルを利用して同時に送信開始する。
2005027422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線チャネルの利用が可能な３以上の無線局の間で、キャリアセンスによって空き状態を判定された無線チャネルを用いてデータパケットを送信する無線パケット通信方法において、
利用可能な複数種類の伝送速度の中で、前記データパケットの送信に用いる伝送速度を宛先無線局ごとに個別に管理し、
送信バッファ上に送信対象のデータパケットが複数存在し、かつ前記複数のデータパケットを同時に送信可能な場合には、各々のデータパケットのデータ量を表すパケットサイズと、各々のデータパケットの宛先無線局に対応付けられた伝送速度とを参照し、前記パケットサイズおよび伝送速度により定まるパケット長（伝送所要時間）をデータパケットごとに確認し、前記パケット長が互いにほぼ等しい複数のデータパケットを宛先無線局に関係なく選択し、
前記選択した複数のデータパケットを複数の無線チャネルを利用して同時に送信開始する
ことを特徴とする無線パケット通信方法。
【請求項２】
１つの無線チャネルに複数の信号を空間分割多重することが可能な３以上の無線局の間で、キャリアセンスによって空き状態を判定された無線チャネルを用いて空間分割多重によりデータパケットを送信する無線パケット通信方法において、
利用可能な複数種類の伝送速度の中で、前記データパケットの送信に用いる伝送速度を宛先無線局ごとに個別に管理し、
送信バッファ上に送信対象のデータパケットが複数存在し、かつ前記複数のデータパケットを同時に送信可能な場合には、各々のデータパケットのデータ量を表すパケットサイズと、各々のデータパケットの宛先無線局に対応付けられた伝送速度とを参照し、前記パケットサイズおよび伝送速度により定まるパケット長（伝送所要時間）をデータパケットごとに確認し、前記パケット長が互いにほぼ等しい複数のデータパケットを宛先無線局に関係なく選択し、
前記データパケットのパケット長と、データパケットの宛先に対応付けられた伝送速度から算出される送達確認パケットのパケット長から、データパケットの宛先無線局が送達確認パケットを送信する時刻を決定し、各データパケットの宛先無線局に対して送達確認パケットの送信を許可する時刻を表す送達確認パケット送信時刻の情報と、同時に送信した全データパケットに対する送達確認パケットの送信が全て完了するまでの時間を送信禁止期間（ＮＡＶ）の情報を各データパケットに格納し、
前記選択した複数のデータパケットを空間分割多重により同時に送信開始する
ことを特徴とする無線パケット通信方法。
【請求項３】
請求の範囲１または請求の範囲２に記載の無線パケット通信方法において、
現時点の伝送速度よりも低速の伝送速度に対応して前記パケット長が互いにほぼ等しい複数のデータパケットが選択されたときに、その低速の伝送速度に切り替えて送信を行う
ことを特徴とする無線パケット通信方法。
【請求項４】
請求の範囲１または請求の範囲２に記載の無線パケット通信方法において、
送信バッファ上の１単位のデータを複数に分割して前記パケット長が等しい複数のデータパケットを生成する第１のモードと、前記パケット長が異なる複数のデータパケットの少なくとも１つにダミー信号を付加して実質的なパケット長が等しい複数のデータパケットを生成する第２のモードとが選択可能な場合に、前記第１のモードを用いた条件における伝送効率と前記第２のモードを用いた条件における伝送効率とを比較し、その結果に応じて前記パケット長が互いにほぼ等しい複数のデータパケットとして選択する
ことを特徴とする無線パケット通信方法。
【請求項５】
請求の範囲１に記載の無線パケット通信方法において、
前記データパケットを受信する無線局は、受信した複数のデータパケットに自局宛のデータパケットが含まれている場合に、自局宛てのデータパケットに対する送達確認パケットを生成するとともに、同時に受信した全てのデータパケットの受信レートを互いに比較し、
前記全てのデータパケットの受信レートの中の最小値を超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）を最小受信レートとして検出し、前記送達確認パケットを前記最小受信レートを用いて送信する
ことを特徴とする無線パケット通信方法。
【請求項６】
請求の範囲１に記載の無線パケット通信方法において、
前記データパケットを受信する無線局は、受信した複数のデータパケットに自局宛のデータパケットが含まれている場合に、自局宛てのデータパケットに対する送達確認パケットを生成するとともに、同時に受信した全てのデータパケットの受信レートを互いに比較し、
前記全てのデータパケットの受信レートが同一ではない場合には、全ての受信レートの中の最小値を超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）を最小受信レートとして検出し、かつ自局宛のデータパケットの受信レートを超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）を特定受信レートとして検出し、
前記特定受信レートが前記最小受信レートより高い場合には、前記最小受信レートから算出される送達確認パケットの第１のパケット長と、前記特定受信レートから算出される送達確認パケットの第２のパケット長との差分に相当するサイズのダミービットを前記送達確認パケットに付加して前記特定受信レートを用いて送信し、
前記特定受信レートと前記最小受信レートが等しい場合には、前記送達確認パケットを前記最小受信レートを用いて送信する
ことを特徴とする無線パケット通信方法。
【請求項７】
請求の範囲１に記載の無線パケット通信方法において、
前記データパケットを受信する無線局は、受信した複数のデータパケットに自局宛のデータパケットが含まれている場合に、自局宛てのデータパケットに対する送達確認パケットを生成するとともに、同時に受信した全てのデータパケットの受信レートを互いに比較し、
前記全てのデータパケットの受信レートが同一ではない場合には、全ての受信レートの中の最小値を超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）を最小受信レートとして検出し、かつ自局宛のデータパケットの受信レートを超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）を特定受信レートとして検出し、
前記特定受信レートが前記最小受信レートより高い場合には、前記最小受信レートから算出される送達確認パケットのパケット長に応じた送信禁止期間（ＮＡＶ）を前記送達確認パケットに設定し、前記特定受信レートを用いて送信し、
前記特定受信レートと前記最小受信レートが等しい場合には、前記送達確認パケットを前記最小受信レートを用いて送信する
ことを特徴とする無線パケット通信方法。
【請求項８】
請求の範囲２に記載の無線パケット通信方法において、
前記データパケットを受信する無線局は、受信した複数のデータパケットに自局宛のデータパケットが含まれている場合に、自局宛てのデータパケットに対する送達確認パケットを生成するとともに、自局宛てのデータパケットに保持されている送達確認パケット送信時刻を検出し、
前記送達確認パケット送信時刻のタイミングで、自局宛てのデータパケットの受信レートを超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）で前記送達確認パケットを送信する
ことを特徴とする無線パケット通信方法。
【請求項９】
請求の範囲２に記載の無線パケット通信方法において、
空き状態の無線チャネルの数Ｎｃｈと、前記パケット長が互いにほぼ等しいデータパケットの数Ｎｐとを検出し、（Ｎｃｈ≧Ｎｐ）の場合には空間分割多重を用いることなくＮｐ個の無線チャネルを用いてＮｐ個のデータパケットを同時に送信し、（Ｎｃｈ＜Ｎｐ）の場合には空間分割多重を用いて複数のデータパケットを同時に送信する
ことを特徴とする無線パケット通信方法。
【請求項１０】
複数の無線チャネルの利用が可能な３以上の無線局の間で、キャリアセンスによって空き状態を判定された無線チャネルを用いてデータパケットを送信する無線パケット通信装置において、
利用可能な複数種類の伝送速度の中で、前記データパケットの送信に用いる伝送速度を宛先無線局ごとに個別に管理する手段と、
送信バッファ上に送信対象のデータパケットが複数存在し、かつ前記複数のデータパケットを同時に送信可能な場合には、各々のデータパケットのデータ量を表すパケットサイズと、各々のデータパケットの宛先無線局に対応付けられた伝送速度とを参照し、前記パケットサイズおよび伝送速度により定まるパケット長（伝送所要時間）をデータパケットごとに確認し、前記パケット長が互いにほぼ等しい複数のデータパケットを宛先無線局に関係なく選択する手段と、
前記選択した複数のデータパケットを複数の無線チャネルを利用して同時に送信開始する処理を行う手段と
を備えたことを特徴とする無線パケット通信装置。
【請求項１１】
１つの無線チャネルに複数の信号を空間分割多重することが可能な３以上の無線局の間で、キャリアセンスによって空き状態を判定された無線チャネルを用いて空間分割多重によりデータパケットを送信する無線パケット通信装置において、
利用可能な複数種類の伝送速度の中で、前記データパケットの送信に用いる伝送速度を宛先無線局ごとに個別に管理する手段と、
送信バッファ上に送信対象のデータパケットが複数存在し、かつ前記複数のデータパケットを同時に送信可能な場合には、各々のデータパケットのデータ量を表すパケットサイズと、各々のデータパケットの宛先無線局に対応付けられた伝送速度とを参照し、前記パケットサイズおよび伝送速度により定まるパケット長（伝送所要時間）をデータパケットごとに確認し、前記パケット長が互いにほぼ等しい複数のデータパケットを宛先無線局に関係なく選択する手段と、
前記データパケットのパケット長と、データパケットの宛先に対応付けられた伝送速度から算出される送達確認パケットのパケット長から、データパケットの宛先無線局が送達確認パケットを送信する時刻を決定し、各データパケットの宛先無線局に対して送達確認パケットの送信を許可する時刻を表す送達確認パケット送信時刻の情報と、同時に送信した全データパケットに対する送達確認パケットの送信が全て完了するまでの時間を送信禁止期間（ＮＡＶ）の情報を各データパケットに格納する手段と、
前記選択した複数のデータパケットを空間分割多重により同時に送信開始する処理を行う手段と
を備えたことを特徴とする無線パケット通信装置。
【請求項１２】
請求の範囲１０または請求の範囲１１に記載の無線パケット通信装置において、
現時点の伝送速度よりも低速の伝送速度に対応して前記パケット長が互いにほぼ等しい複数のデータパケットが選択されたときに、その低速の伝送速度に切り替えて送信を行う手段を備えた
ことを特徴とする無線パケット通信装置。
【請求項１３】
請求の範囲１０または請求の範囲１１に記載の無線パケット通信装置において、
送信バッファ上の１単位のデータを複数に分割して前記パケット長が等しい複数のデータパケットを生成する第１のモードと、前記パケット長が異なる複数のデータパケットの少なくとも１つにダミー信号を付加して実質的なパケット長が等しい複数のデータパケットを生成する第２のモードを設定する手段と、
前記第１のモードを用いた条件における伝送効率と前記第２のモードを用いた条件における伝送効率とを比較し、その結果に応じていずれか一方のモードを選択して前記パケット長が互いにほぼ等しい複数のデータパケットを生成する手段と
を備えたことを特徴とする無線パケット通信装置。
【請求項１４】
請求の範囲１０に記載の無線パケット通信装置において、
前記データパケットを受信する無線局は、受信した複数のデータパケットに自局宛のデータパケットが含まれている場合に、自局宛てのデータパケットに対する送達確認パケットを生成するとともに、同時に受信した全てのデータパケットの受信レートを互いに比較する手段と、
前記全てのデータパケットの受信レートの中の最小値を超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）を最小受信レートとして検出し、前記送達確認パケットを前記最小受信レートを用いて送信する手段と
を備えたことを特徴とする無線パケット通信装置。
【請求項１５】
請求の範囲１０に記載の無線パケット通信装置において、
前記データパケットを受信する無線局は、受信した複数のデータパケットに自局宛のデータパケットが含まれている場合に、自局宛てのデータパケットに対する送達確認パケットを生成するとともに、同時に受信した全てのデータパケットの受信レートを互いに比較する手段と、
前記全てのデータパケットの受信レートが同一ではない場合には、全ての受信レートの中の最小値を超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）を最小受信レートとして検出し、かつ自局宛のデータパケットの受信レートを超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）を特定受信レートとして検出する手段と、
前記特定受信レートが前記最小受信レートより高い場合には、前記最小受信レートから算出される送達確認パケットの第１のパケット長と、前記特定受信レートから算出される送達確認パケットの第２のパケット長との差分に相当するサイズのダミービットを前記送達確認パケットに付加して前記特定受信レートを用いて送信する手段と、
前記特定受信レートと前記最小受信レートが等しい場合には、前記送達確認パケットを前記最小受信レートを用いて送信する手段と
を備えたことを特徴とする無線パケット通信装置。
【請求項１６】
請求の範囲１０に記載の無線パケット通信装置において、
前記データパケットを受信する無線局は、受信した複数のデータパケットに自局宛のデータパケットが含まれている場合に、自局宛てのデータパケットに対する送達確認パケットを生成するとともに、同時に受信した全てのデータパケットの受信レートを互いに比較する手段と、
前記全てのデータパケットの受信レートが同一ではない場合には、全ての受信レートの中の最小値を超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）を最小受信レートとして検出し、かつ自局宛のデータパケットの受信レートを超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）を特定受信レートとして検出する手段と、
前記特定受信レートが前記最小受信レートより高い場合には、前記最小受信レートから算出される送達確認パケットのパケット長に応じた送信禁止期間（ＮＡＶ）を前記送達確認パケットに設定し、前記特定受信レートを用いて送信する手段と、
前記特定受信レートと前記最小受信レートが等しい場合には、前記送達確認パケットを前記最小受信レートを用いて送信する手段と
を備えたことを特徴とする無線パケット通信装置。
【請求項１７】
請求の範囲１１に記載の無線パケット通信装置において、
前記データパケットを受信する無線局は、受信した複数のデータパケットに自局宛のデータパケットが含まれている場合に、自局宛てのデータパケットに対する送達確認パケットを生成するとともに、自局宛てのデータパケットに保持されている送達確認パケット送信時刻を検出する手段と、
前記送達確認パケット送信時刻のタイミングで、自局宛てのデータパケットの受信レートを超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）で前記送達確認パケットを送信する手段と
を備えたことを特徴とする無線パケット通信装置。
【請求項１８】
請求の範囲１１に記載の無線パケット通信装置において、
空き状態の無線チャネルの数Ｎｃｈと、前記パケット長が互いにほぼ等しいデータパケットの数Ｎｐとを検出し、（Ｎｃｈ≧Ｎｐ）の場合には空間分割多重を用いることなくＮｐ個の無線チャネルを用いてＮｐ個のデータパケットを同時に送信し、（Ｎｃｈ＜Ｎｐ）の場合には空間分割多重を用いて複数のデータパケットを同時に送信する手段を備えた
ことを特徴とする無線パケット通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、複数の無線局間で複数の無線チャネルおよび空間分割多重を利用し、異なる宛先のデータパケットを同時に送信する無線パケット通信方法および無線パケット通信装置に関する。
【背景技術】  従来の無線パケット通信装置では、使用する無線チャネルを事前に１つだけ決めておき、データパケットの送信に先立って当該無線チャネルが空き状態か否かを検出（キャリアセンス）し、当該無線チャネルが空き状態の場合にのみ１つのデータパケットを送信していた。このような制御により、１つの無線チャネルを複数の無線局で互いに時間をずらして共用することができた（（１）ＩＥＥＥ８０２．１１″ＭＡＣ  ａｎｄ  ＰＨＹ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ″，ＩＥＥＥ  ８０２．１１，１９９８、（２）小電力データ通信システム／広帯域移動アクセスシステム（ＣＳＭＡ）標準規格、ＡＲＩＢ  ＳＤＴ−Ｔ７１  １．０版、（社）電波産業会、平成１２年策定）。
このような無線パケット通信装置において、最大スループットを向上させるために、例えば１無線チャネルあたりの周波数帯域の拡大により無線区間のデータ伝送速度を高速化する方法がある。
しかし、例えば文献（飯塚ほか、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ準拠  ５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮシステム−パケット伝送特性−、Ｂ−５−１２４、２０００年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、２０００年９月）の中でも指摘されているように、パケット衝突回避のためには、パケットの送信直後に無線区間のデータ伝送速度に依存しない一定の送信禁止期間を設ける必要がある。この送信禁止期間を設けると、無線区間のデータ伝送速度が増大するにつれてデータパケットの転送効率（無線区間のデータ伝送速度に対する最大スループットの比）が低下することになるので、無線区間のデータ伝送速度を上げるだけではスループットの大幅な向上は困難であった。
これに対して、１無線チャネルあたりの周波数帯域を拡大することなく最大スループットを向上させる方法として、空間分割多重技術（黒崎ほか、ＭＩＭＯチャネルにより１００Ｍｂｉｔ／ｓを実現する広帯域移動通信用ＳＤＭ−ＣＯＦＤＭ方式の提案、電子情報通信学会技術研究報告、Ａ・Ｐ２００１−９６，ＲＣＳ２００１−１３５（２００１−１０））の適用が検討されている。この空間分割多重技術は、複数のアンテナから同じ無線チャネルで同時に異なるデータパケットを送信し、対向する無線局の複数のアンテナに受信された各データパケットの伝搬係数の違いに対応するディジタル信号処理により、同じ無線チャネルで同時に送信された複数のデータパケットを受信する方式である。なお、伝搬係数等に応じて空間分割多重数が決定される。
一方、各無線局がそれぞれ複数の無線通信インタフェースをもち、複数の無線チャネルの利用が可能な場合には、複数の無線局間でそれぞれ異なる無線チャネルを用いることにより、１つの無線チャネルを時間分割して通信する場合に比べてスループットの改善が期待できる。例えば、図１７に示すように、無線局Ａと無線局Ｂとの間で無線チャネルＣＨ１を用い、無線局Ａと無線局Ｃとの間で無線チャネルＣＨ２を用いることにより、無線局Ａと無線局Ｂ，Ｃ間で同時にそれぞれのデータパケットを送受信することができる。あるいは、図１８に示すように、無線局Ａと無線局Ｂとの間で無線チャネルＣＨ１，ＣＨ２を用い、同時に２つのデータパケットを送受信することもできる。
しかし、同時に使用する複数の無線チャネルの中心周波数が互いに近接している場合には、一方の無線チャネルから他方の無線チャネルが使用している周波数領域へ漏れ出す漏洩電力の影響が大きくなる。一般に、データパケットを伝送する場合には、送信側の無線局がデータパケットを送信した後に、受信側の無線局が受信したデータパケットに対して送達確認パケット（ＡＣＫパケット，ＮＡＣＫパケット）を送信側の無線局へ返信する。送信側の無線局がこの送達確認パケットを受信しようとするときに、同時に送信している他の無線チャネルからの漏洩電力の影響が問題となる。
例えば、図１９に示すように、無線チャネルＣＨ１と無線チャネルＣＨ２の中心周波数が互いに近接し、各無線チャネルから並列送信するデータパケットの伝送所要時間が異なる場合を想定する。ここでは、無線チャネルＣＨ１から送信されたデータパケットが短いので、それに対するＡＣＫパケットが受信されるときに無線チャネルＣＨ２は送信中である。そのため、無線チャネルＣＨ１では、無線チャネルＣＨ２からの漏洩電力によりＡＣＫパケットを受信できない可能性がある。このような状況では、同時に複数の無線チャネルを利用して送信を行ったとしてもスループットの改善は見込めない。
なお、このようなケースは、各無線チャネルの伝送速度が等しい場合には各データパケットのデータサイズの違いにより発生し、各無線チャネルの伝送速度が異なる場合には各データパケットの（データサイズ／伝送速度）の違いにより発生する。すなわち、それぞれの伝送所要時間であるパケット長の違いにより発生する。
ところで、無線ＬＡＮシステムなどでは、ネットワークから入力するデータフレームのデータサイズは一定ではない。したがって、入力するデータフレームを順次にデータパケットに変換して送信する場合には、各データパケットのパケット長（伝送所要時間）も変化する。そのため、図１９に示すように同時に複数のデータパケットを送信したとしても、各データパケットのパケット長に違いが生じ、ＡＣＫパケットの受信に失敗する可能性が高くなる。
そこで、バッファ上の各データフレームを等間隔に複数のデータブロックに分割し、各データブロックからデータパケットを生成する。これにより、サイズの等しい複数のデータパケットが得られるので、これらを複数の無線チャネルで同時に送信すれば漏洩電力の影響を避けることができる。しかし、この場合にはバッファに入力した各データフレームを複数に分割するため、各データパケットのサイズが通常よりも小さくなり、実効スループットが低下する。
また、例えばバッファ上に所定数のデータフレームが揃ってから、それらの中でサイズが同じ複数のデータフレームを抽出し、データパケットに変換して同時に送信するように制御すれば、漏洩電力の影響を避けることができる。しかし、この場合にはサイズが同じ複数のデータフレームがバッファ上に揃うまで待機せざるを得ないので、効率よく送信を開始することができず、実効スループットの低下は避けられない。また、サイズの同じデータフレームが長時間に渡って現れない場合には伝送遅延時間が長くなる。
また、図１７に示すように、複数の宛先との間で無線回線を介してデータパケットの伝送を行う場合には、宛先ごとに異なる伝送速度でデータパケットの伝送を行うことが想定される。この場合には、サイズの同じデータフレームであっても宛先が異なるデータパケットを同時に送信すると、同時に送信が終了せず、漏洩電力の影響によって送達確認パケットの受信に失敗することになる。したがって、宛先の異なるデータパケットは、サイズが同じであっても同時に送信することができない場合がある。このため、宛先が同じでしかもサイズが同じ複数のデータが現れるまでの待ち時間は長くなる可能性が高い。
これに対して、宛先となる各無線局が使用可能な伝送速度を事前に把握しておけば、使用する伝送速度とデータパケットのデータサイズとで定まるパケット長（伝送所要時間）を把握することができるので、パケット長が同じ複数のデータパケットを同時に選択することができる。パケット長が同じ複数のデータパケットを同時に送信開始した場合、それらの送信が同時に終了するので、各々のデータパケットに対する送達確認パケットをほぼ同時に受信することができ、漏洩電力の影響を避けることができる。
しかし、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａで規定された従来の無線ＬＡＮシステムでは、送達確認パケットの送信に用いる伝送速度として、受信した自局宛のデータパケットの伝送速度を超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ：６，１２，２４［Ｍｂｉｔ／ｓ］の何れか）が選択される。このため、図２０に示すように、２つの無線局に対して伝送速度が異なる無線チャネルＣＨ１，ＣＨ２で、同じパケット長になるデータパケット（１）およびデータパケット（２）を同時に送信し、それぞれ対応する送達確認パケットＡＣＫ（１），ＡＣＫ（２）を同時に受信しても、各ＡＣＫの伝送所要時間が異なるので、各ＡＣＫの受信が完了する時刻に違いが生じる。このとき、無線チャネルＣＨ２でＡＣＫ（２）を受信している最中に、先にＡＣＫ受信を終えた無線チャネルＣＨ１からデータが送信されると、無線チャネルＣＨ２におけるＡＣＫ（２）の受信に失敗する可能性がある。
すなわち、宛先の異なるデータパケットは、それぞれの伝送速度に応じてパケット長が同じであっても同時に送信できない場合がある。このため、宛先が同じでしかもサイズが同じ複数のデータが現れるまでの待ち時間は長くなる可能性が高い。
また、図２１に示すように、１つの送信元無線局から宛先の異なるデータパケットを１つの無線チャネルに空間分割多重で重畳して同時に送信し、それぞれの宛先の無線局で各データパケットを分離し、自局宛てのデータパケットを受信することができる。このとき、各受信側無線局は、自局宛てのデータパケットに対する送達確認パケットを同じ無線チャネルで同時に送信することになるが、送信側無線局は同じ無線チャネルで同時に返送された複数の送達確認パケットを受信することができない。
本発明の目的は、複数の無線チャネルや空間分割多重を利用して、宛先の異なる複数のデータパケットを同時送信する際に、無線チャネル間に漏洩電力の影響が現れる場合であっても、送達確認パケットの受信に失敗する確率を減らし、しかも実効スループットを改善することが可能な無線パケット通信方法および無線パケット通信装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
請求の範囲１，１０の発明は、複数の無線チャネルの利用が可能な３以上の無線局の間で、キャリアセンスによって空き状態を判定された無線チャネルを用いてデータパケットを送信する無線パケット通信方法または無線パケット通信装置である。
利用可能な複数種類の伝送速度の中で、データパケットの送信に用いる伝送速度を宛先無線局ごとに個別に管理する。送信バッファ上に送信対象のデータパケットが複数存在し、かつ複数のデータパケットを同時に送信可能な場合には、各々のデータパケットのデータ量を表すパケットサイズと、各々のデータパケットの宛先無線局に対応付けられた伝送速度とを参照し、パケットサイズおよび伝送速度により定まるパケット長（伝送所要時間）をデータパケットごとに確認し、パケット長が互いにほぼ等しい複数のデータパケットを宛先無線局に関係なく選択する。選択した複数のデータパケットを複数の無線チャネルを利用して同時に送信開始する。
これにより、伝送速度を宛先無線局ごとに個別に管理し、パケットサイズおよび伝送速度により定まるパケット長をデータパケットごとに確認し、パケット長が互いにほぼ等しい複数のデータパケットを同時に送信開始するので、送達確認パケットの受信を開始する前に全てのデータパケットの送信を完了することができる。したがって、無線チャネル間で電力の漏洩が発生する場合であっても、その影響を受けることなく送達確認パケットを受信することができる。しかも、宛先の異なる複数のデータパケットを同時に送信できるので、送信バッファ上に送信すべき複数のデータパケットが揃うまでの送信待ち時間を短縮でき、実効スループットが改善される。
請求の範囲２，１１の発明は、１つの無線チャネルに複数の信号を空間分割多重することが可能な３以上の無線局の間で、キャリアセンスによって空き状態を判定された無線チャネルを用いて空間分割多重によりデータパケットを送信する無線パケット通信方法および無線パケット通信装置である。
利用可能な複数種類の伝送速度の中で、データパケットの送信に用いる伝送速度を宛先無線局ごとに個別に管理する。送信バッファ上に送信対象のデータパケットが複数存在し、かつ複数のデータパケットを同時に送信可能な場合には、各々のデータパケットのデータ量を表すパケットサイズと、各々のデータパケットの宛先無線局に対応付けられた伝送速度とを参照し、パケットサイズおよび伝送速度により定まるパケット長（伝送所要時間）をデータパケットごとに確認し、パケット長が互いにほぼ等しい複数のデータパケットを宛先無線局に関係なく選択する。データパケットのパケット長と、データパケットの宛先に対応付けられた伝送速度から算出される送達確認パケットのパケット長から、データパケットの宛先無線局が送達確認パケットを送信する時刻を決定し、各データパケットの宛先無線局に対して送達確認パケットの送信を許可する時刻を表す送達確認パケット送信時刻の情報と、同時に送信した全データパケットに対する送達確認パケットの送信が全て完了するまでの時間を送信禁止期間（ＮＡＶ）の情報を各データパケットに格納する。選択した複数のデータパケットを空間分割多重により同時に送信開始する。
これにより、送信側無線局が送信する各データパケットの中に、送達確認パケットの送信時刻を指示する情報が含まれているので、各データパケットの宛先の複数の受信側無線局がそれぞれ送達確認パケットを送出する時刻を個別に制御することができる。すなわち、複数の受信側無線局が互いに時間をずらして送達確認パケットを送出することが可能になるので、データパケットを送信した送信側無線局は、複数の受信側無線局から返送される送達確認パケットを順次に受信することができる。したがって、空間分割多重を用いて宛先の異なる複数のデータパケットを同時に送信できるので、送信バッファ上に送信すべき複数のデータパケットが揃うまでの送信待ち時間を短縮でき、実効スループットが改善される。
請求の範囲３の発明は請求の範囲１，２の発明において、また請求の範囲１２の発明は請求の範囲１０，１１の発明において、現時点の伝送速度よりも低速の伝送速度に対応してパケット長が互いにほぼ等しい複数のデータパケットが選択されたときに、その低速の伝送速度に切り替えて送信を行う。
ここでは、各々のデータパケットの宛先に対応付けられている現時点の伝送速度だけでなく、それより低速の伝送速度についてもパケット長を求めるので、送信バッファ上に存在する複数のデータパケットのパケット長がほぼ同一になる確率が高まる。したがって、データパケットの送信を開始するまでの待ち時間を短縮でき、実効スループットを改善できる。
請求の範囲４の発明は請求の範囲１，２の発明において、請求の範囲１３の発明は請求の範囲１０，１１の発明において、送信バッファ上の１単位のデータを複数に分割してパケット長が等しい複数のデータパケットを生成する第１のモードと、パケット長が異なる複数のデータパケットの少なくとも１つにダミー信号を付加して実質的なパケット長が等しい複数のデータパケットを生成する第２のモードとが選択可能な場合に、第１のモードを用いた条件における伝送効率と第２のモードを用いた条件における伝送効率とを比較し、その結果に応じてパケット長が互いにほぼ等しい複数のデータパケットとして選択する。
パケット長の揃っていない複数のデータパケットが存在する場合には、各々のデータパケットを２つ以上に等分割してパケット長が等しい複数のデータパケットを生成しこれらを同時に送信することが可能である（第１のモード）。また、パケット長の短いデータにダミー信号を付加してパケット長を他のデータと揃えてからこれらのデータを同時に送信することが可能である（第２のモード）。第１のモードを適用した場合の伝送効率と、第２のモードを適用した場合の伝送効率は、そのときの状況（データサイズの組み合わせなど）に応じて変化する。ここでは、伝送効率を考慮して第１のモードと第２のモードとを適応的に選択できるので、伝送効率を改善し、実効スループットを改善できる。
請求の範囲５の発明は請求の範囲１の発明において、請求の範囲１４の発明は請求の範囲１０の発明において、データパケットを受信する無線局は、受信した複数のデータパケットに自局宛のデータパケットが含まれている場合に、自局宛てのデータパケットに対する送達確認パケットを生成するとともに、同時に受信した全てのデータパケットの受信レートを互いに比較する。全てのデータパケットの受信レートの中の最小値を超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）を最小受信レートとして検出し、送達確認パケットを最小受信レートを用いて送信する。
受信する無線局は、自局宛のデータパケットに対する送達確認パケットを最小受信レートと同じ伝送速度を用いて送信するので、同時に送信された複数のデータパケットに対する全ての送達確認パケットの伝送速度が最小受信レートに統一されることになり、全ての送達確認パケットの送信終了時刻が同一時刻になる。これにより、宛先の異なる複数のデータパケットを同時に送信できるので、送信バッファ上に送信すべき複数のデータパケットが揃うまでの送信待ち時間を短縮でき、実効スループットが改善される。
請求の範囲６の発明は請求の範囲１の発明において、請求の範囲１５の発明は請求の範囲１０の発明において、データパケットを受信する無線局は、受信した複数のデータパケットに自局宛のデータパケットが含まれている場合に、自局宛てのデータパケットに対する送達確認パケットを生成するとともに、同時に受信した全てのデータパケットの受信レートを互いに比較する。全てのデータパケットの受信レートが同一ではない場合には、全ての受信レートの中の最小値を超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）を最小受信レートとして検出し、かつ自局宛のデータパケットの受信レートを超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）を特定受信レートとして検出する。特定受信レートが最小受信レートより高い場合には、最小受信レートから算出される送達確認パケットの第１のパケット長と、特定受信レートから算出される送達確認パケットの第２のパケット長との差分に相当するサイズのダミービットを送達確認パケットに付加して特定受信レートを用いて送信する。特定受信レートと最小受信レートが等しい場合には、送達確認パケットを最小受信レートを用いて送信する。
受信する無線局は、最小受信レートと特定受信レート（自局宛のデータパケットの受信レート）とが等しくない場合には、最小受信レートから算出される送達確認パケットの伝送所要時間を表す第１のパケット長と、特定受信レートから算出される送達確認パケットの伝送所要時間を表す第２のパケット長との差分に相当するサイズのダミービットを付加した送達確認パケットを、自局宛のデータパケットに対して特定受信レートを用いて送信する。これにより、同時に送信された複数のデータパケットに対する複数の送達確認パケットの伝送速度が揃っていない場合であっても、ダミービットを含む全ての送達確認パケットのパケット長が同じ長さに統一されることになり、全ての送達確認パケットの送信が同時に終了する。すなわち、宛先の異なる複数のデータパケットを同時に送信できるので、送信バッファ上に送信すべき複数のデータパケットが揃うまでの送信待ち時間を短縮でき、実効スループットが改善される。
請求の範囲７の発明は請求の範囲１の発明において、請求の範囲１６の発明は請求の範囲１０の発明において、データパケットを受信する無線局は、受信した複数のデータパケットに自局宛のデータパケットが含まれている場合に、自局宛てのデータパケットに対する送達確認パケットを生成するとともに、同時に受信した全てのデータパケットの受信レートを互いに比較する。全てのデータパケットの受信レートが同一ではない場合には、全ての受信レートの中の最小値を超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）を最小受信レートとして検出し、かつ自局宛のデータパケットの受信レートを超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）を特定受信レートとして検出する。特定受信レートが最小受信レートより高い場合には、最小受信レートから算出される送達確認パケットのパケット長に応じた送信禁止期間（ＮＡＶ）を送達確認パケットに設定し、特定受信レートを用いて送信する。特定受信レートと最小受信レートが等しい場合には、送達確認パケットを最小受信レートを用いて送信する。
受信する無線局は、最小受信レートと特定受信レート（自局宛のデータパケットの受信レート）とが等しくない場合には、最小受信レートから算出される送達確認パケットの伝送所要時間を表す第１のパケット長に関する値を送信禁止期間（ＮＡＶ）の情報として含めた送達確認パケットを、自局宛のデータパケットに対して特定受信レートを用いて送信する。これにより、送信側の無線局は送達確認パケットの受信を完了した後も、受信した送達確認パケットに含まれている送信禁止期間が経過するまでの間は送信を禁止する。したがって、全ての送達確認パケットの送信が終了する前に他の無線局がデータパケットの送信を開始するのを避けることができる。すなわち、宛先の異なる複数のデータパケットを同時に送信できるので、送信バッファ上に送信すべき複数のデータパケットが揃うまでの送信待ち時間を短縮でき、実効スループットが改善される。
請求の範囲８の発明は請求の範囲２の発明において、請求の範囲１７の発明は請求の範囲１１の発明において、データパケットを受信する無線局は、受信した複数のデータパケットに自局宛のデータパケットが含まれている場合に、自局宛てのデータパケットに対する送達確認パケットを生成するとともに、自局宛てのデータパケットに保持されている送達確認パケット送信時刻を検出する。送達確認パケット送信時刻のタイミングで、自局宛てのデータパケットの受信レートを超えない最大の規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）で送達確認パケットを送信する。
これにより、送信側無線局が送信する各データパケットの中に、送達確認パケットの送信時刻を指示する情報が含まれているので、各データパケットの宛先の複数の受信側無線局がそれぞれ送達確認パケットを送出する時刻を個別に制御することができる。すなわち、複数の受信側無線局が互いに時間をずらして送達確認パケットを送出することが可能になるので、データパケットを送信した送信側無線局は、複数の受信側無線局から返送される送達確認パケットを順次に受信することができる。したがって、空間分割多重を用いて宛先の異なる複数のデータパケットを同時に送信できるので、送信バッファ上に送信すべき複数のデータパケットが揃うまでの送信待ち時間を短縮でき、実効スループットが改善される。
請求の範囲９の発明は請求の範囲２の発明において、請求の範囲１８の発明は請求の範囲１１の発明において、空き状態の無線チャネルの数Ｎｃｈと、パケット長が互いにほぼ等しいデータパケットの数Ｎｐとを検出し、（Ｎｃｈ≧Ｎｐ）の場合には空間分割多重を用いることなくＮｐ個の無線チャネルを用いてＮｐ個のデータパケットを同時に送信し、（Ｎｃｈ＜Ｎｐ）の場合には空間分割多重を用いて複数のデータパケットを同時に送信する。
ここでは、Ｎｃｈ，Ｎｐを検出し、複数の無線チャネルの利用と空間分割多重の利用とを状況に応じて使い分けるので、望ましい通信が実現する。すなわち、複数の無線チャネルを用いて複数のデータパケットを同時に送信する場合には、空き状態の複数の無線チャネルを有効に活用して品質の高い通信と実効スループットの改善とを両立できる。また、空間分割多重を利用する場合には、空き状態の無線チャネルが１つだけの場合であっても実効スループットを改善できる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の無線パケット通信装置の構成例を示す図である。
図２は、データパケットおよびＡＣＫパケットの構成を示す図である。
図３は、本発明の無線パケット通信方法における送信処理手順（１）を示すフローチャートである。
図４は、本発明の無線パケット通信方法における送信処理手順（１）を示すフローチャートである。
図５は、送信処理手順（１）の動作例を示すタイムチャートである。
図６は、本発明の無線パケット通信方法における送信処理手順（２）を示すフローチャートである。
図７は、送信処理手順（２）における２種類のモードを説明するタイムチャートである。
図８は、本発明の無線パケット通信方法における受信処理手順（１）を示すフローチャートである。
図９は、本発明の無線パケット通信方法における受信処理手順（１）を示すフローチャートである。
図１０は、受信処理手順（１）〜（３）の動作例を示すタイムチャートである。
図１１は、本発明の無線パケット通信方法における受信処理手順（２）を示すフローチャートである。
図１２は、本発明の無線パケット通信方法における受信処理手順（３）を示すフローチャートである。
図１３は、本発明の無線パケット通信方法における受信処理手順（４）を示すフローチャートである。
図１４は、本発明の無線パケット通信方法における受信処理手順（４）を示すフローチャートである。
図１５は、受信処理手順（４）の動作例を示すタイムチャートである。
図１６は、受信処理手順（４）の動作例を示すタイムチャートである。
図１７は、複数の無線チャネルを用いた通信形態を説明する図である。
図１８は、複数の無線チャネルを用いた通信形態を説明する図である。
図１９は、複数の無線チャネルの中心周波数が近接している場合の問題点を説明するタイムチャートである。
図２０は、複数の無線チャネルの伝送速度が異なる場合の問題点を説明するタイムチャートである。
図２１は、空間分割多重を利用する場合の問題点を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】［無線パケット通信装置の構成例］
図１は、本発明の無線パケット通信装置の構成例を示す。ここでは、３つ以上の無線局の間で無線回線を介してデータパケットを伝送する場合を想定している。これらの無線局としては、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線ＬＡＮシステムを構成する無線基地局や無線端末を想定することができる。
図において、本構成例の無線局は、複数の送受信処理部１０−１，１０−２，…と、ヘッダ付加部２１，送信バッファ２２，送信チャネル選択制御部２３，パケット振り分け送信制御部２４，パケット順序管理部２５，ヘッダ除去部２６，データパケット管理部２７および宛先端末別伝送速度管理部３２を備える。各送受信処理部１０−１，１０−２，…は、互いに異なる無線チャネルで無線通信を行う。これらの無線チャネルは互いに無線周波数などが異なるので、送受信処理部１０−１，１０−２，…が使用する無線回線は互いに独立している。
各々の送受信処理部１０は、変調器１１，無線送信部１２，アンテナ１３，無線受信部１４，復調器１５，パケット選択部１６，キャリア検出部１７，送信状態保持部１８，ＡＣＫパケット生成部１９および伝送速度選択部３１を備える。なお、図１には２つの送受信処理部１０だけを示しているが、１つの無線局に設ける送受信処理部１０の数は必要に応じて増やしてもよい。
また、本構成例の無線局では、公知の空間分割多重通信技術の適用が可能であるが、ここでは省略している。なお、空間分割多重技術を併用することにより、各無線チャネルごとの空間分割多重数の総和に相当する無線パケットを同時に送信することができる。
ヘッダ付加部２１の入力には、送信すべき送信データフレーム系列が入力される。この送信データフレーム系列は、１つあるいは複数のデータフレームで構成される。実際に扱うデータフレームとしては、例えばイーサネット（登録商標）フレームなどが想定される。ヘッダ付加部２１は、図２に示すようなデータパケットを生成する。すなわち、ヘッダ付加部２１に入力された送信データフレーム系列中の各々のデータフレームに対して、パケット種別情報，宛先無線局の識別情報，送信元無線局の識別情報およびシーケンス番号を含む制御情報を付加する。
パケット種別情報は、このデータパケットがデータフレームを送受信するために使用されるデータパケットであることを表す情報である。宛先無線局の識別情報は、当該データフレームの宛先となる無線局を特定するために利用される。送信元無線局の識別情報は、当該データフレームの送信元の無線局を特定するために利用される。シーケンス番号は、当該無線局が送信するデータフレームの順番を表す番号である。送達確認パケット送信時刻は、このデータパケットに対する送達確認パケットを送信する時刻を指定するために利用される。
ヘッダ付加部２１が生成したデータパケットは、データパケット系列として送信バッファ２２に入力される。送信バッファ２２は、入力された１つあるいは複数のデータパケットをバッファリングして一時的に保持する。また、送信バッファ２２は現在保持している各々のデータパケットが、送信バッファ２２上のどのアドレスに保持されているかを表すアドレス情報と、当該データパケットのパケットサイズおよび宛先無線局のＩＤとを互いに対応付けて管理しており、これらの情報をデータパケット格納情報として逐次出力する。このデータパケット格納情報はデータパケット管理部２７に入力される。
データパケット管理部２７は、送信バッファ２２から逐次入力されるデータパケット格納情報を参照し、送信バッファ２２に保持されている各データパケットのアドレス情報，パケットサイズおよび宛先無線局のＩＤを互いに対応付けて管理する。また、データパケット管理部２７はアドレス情報に基づき、送信バッファ２２に保持されている各データパケットの中で最も早い時刻に入力されたものを先頭データパケットとして認識し、この先頭データパケットと同時に送信可能な他のデータパケットとを同時に送信対象として選択する。
ここで、「先頭データパケットと同時に送信可能な他のデータパケット」とは、伝送速度およびパケットサイズから求められるパケット長（伝送所要時間）が先頭データパケットとほぼ同じであり、同時に送信しても無線チャネル間の漏れ電力の影響を受けることなく通信可能なデータパケットを意味する。ただし、宛先の異なるデータパケットはそれぞれ通信経路が異なるので、宛先毎に通信に使用する伝送速度も異なる場合がある。そこで、宛先端末別伝送速度管理部３２が宛先端末毎に伝送速度の情報を管理している。実際には、過去のデータ送信時に使用した伝送速度の情報を無線チャネル（ＣＨ１，ＣＨ２）と宛先端末別に区別して宛先端末別伝送速度管理部３２が保持している。
データパケット管理部２７は、パケット振り分け送信制御部２４から入力される要求の内容を参照し、同時送信可能なパケットの数を認識する。次に、データパケット管理部２７は、宛先端末別伝送速度管理部３２に保持されている伝送速度の情報および送信バッファ２２に保持されている各データパケットに関する管理情報を参照し、各データパケットのパケットサイズおよび伝送速度からパケット長が先頭データパケットとほぼ同じ他のデータパケットを選択する。
また、宛先端末別伝送速度管理部３２に保持されている伝送速度は必要な伝送品質を満たす最大の伝送速度であり、実際にはそれよりも低速の他の伝送速度を使用することも可能である。そこで、データパケット管理部２７は宛先端末別伝送速度管理部３２に保持されている伝送速度以下の他の選択可能な伝送速度のそれぞれについても、各データパケットの伝送所要時間を求め、伝送所要時間が先頭データパケットとほぼ同じ全てのデータパケットを選択する。
次に、データパケット管理部２７は選択したデータパケットの中から、パケット振り分け送信制御部２４から要求されたパケット数と同数の１つまたは複数のデータパケットの各アドレス情報を送信バッファ２２へ出力する。すなわち、データパケット管理部２７は先頭データパケットのアドレスと、前述の条件を満たす選択されたデータパケットのアドレスとを送信バッファ２２に対して与える。同時に、データパケット管理部２７は各データパケットの伝送速度を表す情報をパケット振り分け送信制御部２４に与える。また、データパケット管理部２７は選択したデータパケットの数を送信チャネル選択制御部２３に出力する。
パケット振り分け送信制御部２４は、各無線チャネルに対して各データパケットを対応付ける際に、データパケット管理部２７から入力された伝送速度の情報を該当する無線チャネルの伝送速度選択部３１に与える。
送信チャネル選択制御部２３の各入力端子には、各送受信処理部１０内のキャリア検出部１７がそれぞれ検出した各無線チャネルのキャリア検出結果と、データパケット管理部２７が出力するデータパケット数（先頭データパケットと伝送所要時間がほぼ同じデータパケットの数）と、各送受信処理部１０内の送信状態保持部１８が出力する各無線チャネルにおける送信状況の情報とが入力される。
送信チャネル選択制御部２３は、これらの入力情報に基づいて同時に送信するデータパケットの数を決定するとともに、これらのデータパケットの送信に用いる無線チャネルを選択し、これらの結果をパケット振り分け送信制御部２４に対して出力する。
なお、ここではキャリア未検出でありかつ送信処理中でない無線チャネルを空きチャネルと呼ぶ。また、キャリア未検出かどうかを判定するためにキャリアを監視する時間の長さについては所定の計算式から算出される一定時間Ｔとする。
本構成例の無線局では、送信チャネル選択制御部２３は空きチャネル数がデータパケット管理部２７から通知されたデータパケット数以上であった場合には、このデータパケット数を同時に送信するデータパケットの数として決定するとともに、このデータパケットの数と同数の無線チャネルを空きチャネルの中から選択し、その結果をパケット振り分け送信制御部２４に通知する。
また、空きチャネル数がデータパケット管理部２７から通知されたデータパケット数よりも少なかった場合には、空きチャネル数を同時に送信するデータパケットの数として決定するとともに全ての空きチャネルを選択し、その結果をパケット振り分け送信制御部２４に通知する。
パケット振り分け送信制御部２４は、送信チャネル選択制御部２３から通知された無線チャネルの選択結果から得られる送信データパケット数に従って、これと同数のデータパケットを送信バッファ２２から読み出すための要求をデータパケット管理部２７に出力する。データパケット管理部２７は、パケット振り分け送信制御部２４から入力された要求の内容に従い、前述のように要求されたデータパケットの数と同数の１つまたは複数のデータパケットの各アドレス情報を送信バッファ２２に対して出力する。
送信バッファ２２は、それが保持しているデータパケットの中で、データパケット管理部２７から入力された各アドレス情報で特定されるアドレスに存在する各データパケットを全て読み出してパケット振り分け送信制御部２４に出力するとともに、該当する各データパケットを送信バッファ２２上から削除する。
パケット振り分け送信制御部２４は、送信バッファ２２から入力された各々のデータパケットに対し、送信チャネル選択制御部２３から通知された無線チャネルの中で互いに異なる無線チャネルを１つずつ対応付ける。そして、複数のデータパケットがパケット振り分け送信制御部２４に入力された場合には、これらを同一のタイミングで選択された複数の無線チャネルを用いて同時に送信するために、複数の送受信処理部１０（選択された無線チャネルに該当するもののみ）の各変調器１１に対してそれぞれ該当するデータパケットを同時に出力する。また、パケット振り分け送信制御部２４は選択された複数の無線チャネルを用いてデータパケットの送信処理を開始したことを示す信号を、選択された無線チャネルに該当する送受信処理部１０内の送信状態保持部１８に対して出力する。
また、パケット振り分け送信制御部２４に入力されたデータパケットが１つのみである場合には、選択した１つの無線チャネルに対応する１つの送受信処理部１０の変調器１１に対してデータパケットを送信し、選択された１つの無線チャネルを用いてデータパケットの送信処理を開始したことを示す信号を同じ送受信処理部１０内の送信状態保持部１８に対して出力する。
各送受信処理部１０内の変調器１１は、パケット振り分け送信制御部２４からデータパケットが入力されると、そのデータパケットに対して所定の変調処理を施して無線送信部１２に出力する。また、伝送速度選択部３１の選択した伝送速度に応じた信号が変調器１１に入力される。伝送速度選択部３１は、使用可能な複数の伝送速度の中から実際に使用する伝送速度を決定するが、選択の条件は送信状態保持部１８の出力する信号の状態およびパケット振り分け送信制御部２４から入力される伝送速度によって決定される。
例えば、パケット長が同じ複数のデータパケットをデータパケット管理部２７が選択する際に、宛先端末別伝送速度管理部３２に保持されている最大の伝送速度よりも低速の伝送速度で条件を満たしたデータパケットを送信する場合には、条件を満たす伝送速度の情報がデータパケット管理部２７から出力され、パケット振り分け送信制御部２４を介して伝送速度選択部３１に入力される。このとき、前回送信時と同じ無線チャネルで同じ宛先にデータパケットを送信する場合であっても、伝送速度選択部３１は使用する伝送速度を新たに指定された伝送速度に切り替える。
各無線送信部１２は、変調器１１から入力された変調処理後のデータパケットに対して、ＤＡ変換，周波数変換，フィルタリングおよび電力増幅を含む送信処理を施す。各無線送信部１２は、それぞれ予め割り当てられた１つの無線チャネルに対応した送信処理を行う。無線送信部１２によって送信処理が施されたデータパケットは、アンテナ１３を介して無線信号として送信される。
パケット振り分け送信制御部２４に複数のデータパケットが同時に入力された場合には、これらのデータパケットは複数の無線チャネルにそれぞれ対応付けられた複数の送受信処理部１０で同時に処理され、複数の無線チャネルで無線信号として同時に送信開始される。また、空間分割多重を利用する場合には、１つの無線チャネルで複数のデータパケットを同時に並列送信される。
２つのデータパケットが同時にパケット振り分け送信制御部２４に入力された場合には、２つの無線チャネルを用いて同時に送信開始される。また、同時に送信されるデータパケット（１）とデータパケット（２）はパケット長（伝送所要時間）がほぼ同じになるようにデータパケット管理部２７によって選択されたものであるので、２つの無線チャネルにおいて各データパケットの送信が終了する時刻は同時になる。
なお、２つの無線チャネルで伝送速度が異なる場合、各データパケットに対する到達確認信号ＡＣＫ（１），ＡＣＫ（２）のパケット長（伝送所要時間）に、図２０に示すような違いが生じるので、この問題を解決するために特別な工夫が必要になる。これについては後で説明する。
一方、他の無線局が送信した無線信号が各送受信処理部１０−１，１０−２，…の何れかに割り当てられた無線チャネルで送信された場合には、無線信号の電波は該当する送受信処理部１０のアンテナ１３で受信され、無線受信部１４に入力される。予め割り当てられた無線チャネルの無線信号がアンテナ１３から入力されると、無線受信部１４は、入力された無線信号に対して、周波数変換，フィルタリング，直交検波およびＡＤ変換を含む受信処理を施す。
なお、各送受信処理部１０−１，１０−２，…の無線受信部１４は、それぞれ予め割り当てられた無線チャネルに対応する受信処理を行う。また、各送受信処理部１０−１，１０−２，…の無線受信部１４には、それぞれに接続されたアンテナ１３が送信のために使用されていない時には、他の無線局が送信したデータパケットの有無とは無関係に、常にアンテナ１３を介して割り当てられた無線チャネルを含む無線伝搬路上の無線信号が入力されており、無線受信部１４はデータパケットの有無に合わせて適切な受信処理を行う。
割り当てられた無線チャネルでデータパケットを受信した場合には、受信した無線信号に対応するベースバンド信号が無線受信部１４から出力される。また、割り当てられた無線チャネルにおける受信信号の受信電界強度を表すＲＳＳＩ信号が無線受信部１４から出力される。なお、ＲＳＳＩ信号は該当する無線チャネルでデータパケットが送信されていたか否かとは無関係に、接続されたアンテナ１３が送信状態でなければ無線受信部１４から常に出力される。
無線受信部１４から出力される受信信号およびＲＳＳＩ信号は、復調器１５およびキャリア検出部１７にそれぞれ入力される。キャリア検出部１７は、ＲＳＳＩ信号が入力されると、その信号によって表される受信電界強度の値と予め定めた閾値とを比較する。そして、所定の計算方法で算出される時間（Ｔ）の間に渡って連続的に受信電界強度が前記閾値よりも小さい状態が継続すると、割り当てられた無線チャネルが空き無線チャネルであると判定し、それ以外の場合には割り当てられた無線チャネルがビジーであると判定する。この判定結果を各キャリア検出部１７はキャリア検出結果ＣＳ１，ＣＳ２，…として出力する。なお、時間Ｔはその都度変化させてもよいが、本例においては簡単のため一定値である場合を想定する。
また、各送受信処理部１０において、アンテナ１３が送信状態である場合にはキャリア検出部１７にはＲＳＳＩ信号が入力されない。また、アンテナ１３が既に送信状態にある場合には、同じアンテナ１３を用いて他のデータパケットを無線信号として同時に送信することはできない。したがって、各キャリア検出部１７はＲＳＳＩ信号が入力されなかった場合には、割り当てられた無線チャネルがビジーであることを示すキャリア検出結果を出力する。各無線チャネルのキャリア検出部１７から出力されるキャリア検出結果ＣＳ１，ＣＳ２，…は送信チャネル選択制御部２３に入力される。
また、各送受信処理部１０の送信状態保持部１８は、割り当てられた無線チャネルを用いて自局が送信処理を行っている状況であるか否かを表す情報を保持し、その情報を送信チャネル選択制御部２３に対して出力する。
パケット選択部１６は、復調器１５から入力されたパケットについて最初にその種別を識別する。すなわち、各パケットのヘッダには図２に示すようにパケット種別情報が含まれているので、この情報を参照して入力されたパケットがデータパケットか送達確認パケット（ＡＣＫパケット）かを識別する。
ＡＣＫパケットを受信した場合には、そのパケットに含まれている送信元無線局のＩＤを参照し、それが自局のＩＤと一致するか否かを確認する。ＡＣＫパケットの送信元無線局のＩＤが自局のＩＤと一致した場合には、該当するパケットを送信した際に使用した無線チャネルに対応付けられた送受信処理部１０の送信状態保持部１８に対して、ＡＣＫパケットを受信したことを示す信号を出力し、一致しない場合には受信したパケットを破棄する。送信状態保持部１８は、パケット選択部１６からＡＣＫパケットを受信したことを示す信号が入力された場合には、対応する無線チャネルを使用して直前に送信したデータパケットの送信処理が完了したことを認識して各々の無線チャネルに対応する送信状況を更新して保持し、保持している無線チャネルの送信状況を送信チャネル選択制御部２３に対して出力する。
一方、パケット選択部１６に入力されたパケットがデータパケットであった場合には、入力されたデータパケットが自局に対して送信されたものか否かを識別する。すなわち、各データパケットには図２に示すようにヘッダとして宛先無線局のＩＤが含まれているので、そのＩＤが自局と一致するか否かを調べることにより、各データパケットが自局宛か否かを識別できる。パケット選択部１６に入力されたデータパケットが自局に対して送信されたものであった場合には、パケット選択部１６は当該パケットをＡＣＫパケット生成部１９およびパケット順序管理部２５に出力する。また、自局宛でないパケットを検出した場合には、パケット選択部１６は当該パケットを破棄する。
ＡＣＫパケット生成部１９は、パケット選択部１６からデータパケットが入力されると、そのヘッダから送信元無線局のＩＤを抽出し、それを含む図２に示すようなＡＣＫパケットを生成する。ＡＣＫパケット生成部１９が生成したＡＣＫパケットは、変調器１１で変調され、データパケットを送信する場合と同様に、無線送信部１２で処理されアンテナ１３から無線信号として送出される。
パケット順序管理部２５は、入力された各データパケットに付加されているシーケンス番号を調べ、受信した複数のデータパケットの並びを適切な順番、すなわちシーケンス番号順に並べ替える。その結果を受信データパケット系列としてヘッダ除去部２６に出力する。ヘッダ除去部２６は、入力された受信データパケット系列に含まれている各々のデータパケットからヘッダ部分、すなわちパケット種別情報，宛先無線局のＩＤ，送信元無線局のＩＤおよびシーケンス番号を含む制御情報を除去して元のデータフレームを抽出し、受信データフレーム系列として出力する。
［送信処理手順（１）］
図３，図４は、本発明の無線パケット通信方法における送信処理手順（１）を示す。図５は、送信処理手順（１）の動作例を示す。
図３において、ステップＳ１１では、利用可能な全ての無線チャネルの中から、キャリアセンスによって空き状態の無線チャネルを検索する。実際には、各送受信処理部１０のキャリア検出部１７を用いてチャネル毎に無線チャネルの空き状況を検出し、検出した空きチャネル数をＮｃｈとする。空きチャネルを１つ以上検出した場合に、ステップＳ１２で送信バッファ２２を検索し、送信待ちのデータパケット数Ｋを取得する。送信待ちのデータパケットがない場合（Ｋ＝０）にはキャリアセンスに戻り、送信待ちのデータパケット数Ｋが１以上の場合に次に進む。
ステップＳ１３では、図４に示す送信パケット選択処理を実行し、送信バッファ２２上の送信待ちデータパケットの中から次のタイミングで送信すべきデータパケットを１つまたは複数選択する。この処理は、図１のデータパケット管理部２７によって実行される。
図４において、ステップＳ３１では、送信バッファ２２上の管理情報を取得する。すなわち、送信バッファ２２上に保持されている各々のデータパケットのアドレス情報と宛先およびパケットサイズとを対応付けたデータパケット格納情報を全てのデータパケットについて取得する。ステップＳ３２では、各データパケットの宛先に対応付けられた伝送速度の情報を宛先端末別伝送速度管理部３２から取得する。ステップＳ３３では、ステップＳ３１で取得したパケットサイズとステップＳ３２で取得した伝送速度とに基づいて、送信バッファ２２上の各データパケットのパケット長（伝送所要時間）を求める。パケット長は（パケットサイズ／伝送速度）として計算される。また、ステップＳ３３では、送信バッファ２２上の先頭のデータパケット（最も早い時刻に送信バッファ２２に入力されたデータパケット）のパケット長と送信バッファ２２上の２番目以降のデータパケットのパケット長とを比較する。
ステップＳ３４では、パケット長が先頭のデータパケットとほぼ一致するデータパケットを全て選択する。ステップＳ３５では、ステップＳ３４で選択されなかったデータパケットが送信バッファ２２上に存在するか否かを識別し、存在する場合には次のステップＳ３６に進み、存在しない場合にはステップＳ３８に進む。
ところで、宛先端末別伝送速度管理部３２に保持されている宛先毎の伝送速度は、使用可能な伝送速度の最大値である。したがって、宛先端末別伝送速度管理部３２から取得した伝送速度よりも低速であれば他の伝送速度を使用しても通常は問題が生じない。そこで、ステップＳ３６ではステップＳ３４で選択されなかった送信バッファ２２上の残りの各データパケットについて、宛先端末別伝送速度管理部３２から取得した伝送速度よりも低速の選択可能な全ての伝送速度について、それぞれパケット長を求める。
ステップＳ３７では、ステップＳ３６で求めた各データパケットの各伝送速度のパケット長を、ステップＳ３３で求めた先頭のデータパケットのパケット長と比較する。そして、パケット長が先頭のデータパケットとほぼ一致する各データパケットを選択する。
ステップＳ３８では、ステップＳ３４およびＳ３７で選択した各データパケットに対応付けられた伝送速度の信号をデータパケット管理部２７から出力し、パケット振り分け送信制御部２４を介して該当するチャネルの送受信処理部１０の伝送速度選択部３１に与える。ステップＳ３４で選択したデータパケットについては、宛先端末別伝送速度管理部３２から取得した伝送速度をそのまま出力するが、ステップＳ３７で選択したデータパケットについては、パケット長の比較の際に一致が検出されたパケット長の算出に用いた伝送速度を出力する。
図３において、ステップＳ１４，Ｓ１５では、ステップＳ１３の処理によって選択されたデータパケットの数Ｎｐを取得して調べる。ここで、Ｎｐ＝１の場合にはステップＳ１６に進み、１個の空きチャネルを使って選択された１つのデータパケットを送信する。
ステップＳ１５でＮｐ＞１の場合にはステップＳ１７に進み、ステップＳ１１で検出された空きチャネル数Ｎｃｈを調べる。Ｎｃｈ＞１の場合にはステップＳ１８に進み、ステップＳ１４で選択されたデータパケット数Ｎｐと空きチャネルの数Ｎｃｈおよび利用可能な空間分割多重数Ｌとを比較する。Ｎｐ＞ＮｃｈかつＮｐ＞Ｌの場合はステップＳ１９に進み、空きチャネル数Ｎｃｈと利用可能な空間分割多重数Ｌとを比較する。一方、ステップＳ１８でＮｐ≦ＮｃｈまたはＮｐ≦Ｌの場合はステップＳ２０に進み、空きチャネル数ＮｃｈとステップＳ１４で選択されたデータパケットの数Ｎｐとを比較する。
ステップＳ１９でＮｃｈ≧Ｌの場合およびステップＳ２０でＮｃｈ≧Ｎｐの場合には、ステップＳ２１に進み、ステップＳ１１で検出された複数の空きチャネルを同時に使い、ステップＳ１３で選択された複数のデータパケットを同時に送信開始する。
一方、ステップＳ１７でＮｃｈ＝１の場合、またはステップＳ１９でＮｃｈ＜Ｎｐの場合、またはステップＳ２０でＮｃｈ＜Ｎｐの場合には、ステップＳ２２に進み、宛先端末別伝送速度管理部３２から取得した伝送速度を元に、各データパケットの宛先無線局がＡＣＫを送信開始する時刻を指示する情報を各データパケットに格納する。次にステップＳ２３に進み、１個の空き無線チャネルを使い、ステップＳ１３で選択された複数のデータパケットを空間分割多重により多重化して同時に送信開始する。
なお、ステップＳ２０においてＮｃｈ＜Ｎｐの場合に、Ｎｃｈの空きチャネルと空間分割多重を用いて、複数（Ｎｃｈの各空間分割多重数Ｌの総和）のデータパケットを同時に送信開始するようにしてもよい。
ステップＳ１６，Ｓ２１またはＳ２３でデータパケットの送信を開始した後、すべての無線チャネルにおけるデータパケットの送信が完了するまでステップＳ２４で待機してからステップＳ１１に戻る。実際には、各送受信処理部１０の送信状態保持部１８が出力する情報を監視することにより、自局が送信終了していない無線チャネルが存在するか否かをステップＳ２４で確認することができる。なお、ステップＳ２４については省略しても良い。
以上説明した送信処理手順により、例えば図５に示す時刻ｔ０〜ｔ１では、所定時間Ｔに渡って空き状態であることが検出された２つの無線チャネルＣＨ１，ＣＨ２が同時に存在するので、これらの無線チャネルＣＨ１，ＣＨ２を同時に使って互いに異なる２つのデータパケット（１）およびデータパケット（２）を同時に送信することができる。
また、このデータパケット（１），（２）に対する送達確認信号ＡＣＫ（１），ＡＣＫ（２）を時刻ｔ３〜ｔ４で受信する。時刻ｔ６では、データパケット（３）ともう１つのデータパケットの２つが送信待ちであったとしても、利用可能な一方の無線チャネルＣＨ２がチャネルビジーであるためデータパケット（３）だけしか送信することができない。
ここで、図３のステップＳ２４を実行する場合には、何れかの無線チャネルで送信中は新たな送信ができないので、図５の時刻ｔ７で無線チャネルＣＨ２がチャネルビジーでなくなっても、次のデータパケットを直ちに送信することはできない。これにより、データパケット（３）に対する送達確認信号ＡＣＫ（３）を受信し、全てのチャネルが送信中でない状態になった時点で、次のデータパケットの送信が開始される。
ところで、複数の無線チャネル間で送信電力の漏洩が発生する場合には、隣接する他の無線チャネルで自局が送信している時に受信すべき信号（例えばＡＣＫパケット）が届いても、隣接チャネルからの送信電力の漏れの影響により受信に失敗する可能性が高い。しかし、図３のステップＳ１３（図４のＳ３１〜Ｓ３８））において、送信対象のデータパケットとして、伝送速度およびパケットサイズから求められるパケット長、すなわち各データパケットの伝送所要時間がほぼ等しい複数のデータパケットを選択するので、図５に示すように時刻ｔ１で送信を開始したデータパケット（１），（２）は共に時刻ｔ２で送信を完了する。
また、データパケットの送信完了時からＡＣＫを受信開始するまでの時間は、一般にデータパケットのパケット長によらず一定であるため、データパケット（１）に対する送達確認信号ＡＣＫ（１）を受信するタイミング（ｔ３〜ｔ４）とデータパケット（２）に対する送達確認信号ＡＣＫ（２）を受信するタイミング（ｔ３〜ｔ４）も同じになり、送信電力の漏れの影響を受けることなくＡＣＫ（１），ＡＣＫ（２）を受信できる。
なお、同時に送信する複数のデータパケットのパケット長が互いに等しくない場合には、パケット長の差に相当する分だけデータパケット（１），（２）の送信が完了する時刻が異なることになるため、ＡＣＫ（１）およびＡＣＫ（２）を受信するタイミングにも、パケット長の差に相当する分だけ差が生じることになる。しかし、データパケット（１），（２）のパケット長の差が十分に小さく、各々のデータパケットの送信完了時刻の差が、データパケットの送信完了時からＡＣＫの受信を開始するまでの時間よりも短ければ、送信電力の漏れの影響を受けることなくＡＣＫ（１），ＡＣＫ（２）を受信できる。したがって、ステップＳ１３で同時に選択するデータパケットについては、パケット長が完全に一致していなくてもパケット長の差が十分に小さければ問題はない。
このように、空き無線チャネルが同時に複数存在する場合、あるいは空間分割多重を用いる場合には、複数のデータパケットを同時に送信できるので、単位時間で送信できるデータパケットの数を大幅に増やすことができ、スループットが改善される。なお、空間分割多重を用いて複数のデータパケットを異なる宛先に同時に送信する場合については、各宛先からのＡＣＫパケットの送信開始時刻をスケジュールする必要があるが、これについては後述する。
［送信処理手順（２）］
図６は、本発明の無線パケット通信方法における送信処理手順（２）を示す。送信処理手順（２）では、図４の送信処理手順（１）のステップＳ３６，Ｓ３７が図６のステップＳ３６Ｂ，Ｓ３７Ｂに変更されている。変更された部分について説明する。
ステップＳ３６Ｂでは、未選択のデータパケットについて順番に、条件式を満たすｋ個のデータパケットを選択する。この条件式において、Ｔ１は送信バッファの先頭のデータパケットのパケット長、Ｔｏｈはオーバヘッド時間、Ｔαは先頭のデータパケット以外のデータパケットのパケット長であり、後述するように２つのモードの伝送効率に関する比較を行うものである。ステップＳ３７Ｂでは、ステップＳ３６Ｂで選択したｋ個のデータパケットのパケット長（伝送所要時間）が全てＴ１と等しくなるように、ｋ個の各データパケットにダミー信号を付加する。
次に、このような処理を行う理由について説明する。例えば、パケット長の揃わない２つのデータパケットが存在する場合に、２つの無線チャネルが空き状態であった場合には、図７に示すような２種類のモードを採用し、実質的にパケット長の揃った２つのデータパケットを並列送信することが考えられる。すなわち、モード１では、パケット長（Ｔ２）の短い２番目のパケットにダミー信号を付加して、実質的なパケット長を先頭パケットのパケット長（Ｔ１）に合わせてこれらを同時に送信する。モード２では、それぞれのパケットを２つに等分割してパケット長（Ｔ１／２，Ｔ２／２）の揃ったデータパケットを生成し、先頭のパケットと２番目のパケットとを２回に分けて送信する。
ここで、モード１の送信効率は（Ｔ１＋Ｔｏｈ）で表すことができ、モード２の送信効率は（（Ｔ２＋Ｔ１）／２＋２×Ｔｏｈ）で表すことができる。なお、オーバーヘッド時間Ｔｏｈについては通常は一定なので定数とみなして扱えばよい。
ステップＳ３５Ｂの条件式では、これらの送信効率を比較している。すなわち、各モード１，２においてステップＳ３５Ｂの条件式の左辺は次のように変形できる。
Σ（｜Ｔα−Ｔ１｜）／α＋（ｋ−１）×Ｔｏｈ
＝（（Ｔ１−Ｔ１）／２）＋（（Ｔ２−Ｔ１）／２）＋Ｔｏｈ
＝（（Ｔ２−Ｔ１）／２）＋Ｔｏｈ
したがって、ステップＳ３５Ｂの条件式は次のように変形することができる。
（（Ｔ２−Ｔ１）／２）＋Ｔｏｈ＞０
Ｔ２／２＋Ｔ１／２＋２×Ｔｏｈ＞Ｔ１＋Ｔｏｈ
この式の左辺および右辺は、それぞれ図７のモード２の送信効率およびモード１の送信効率を表している。すなわち、いずれのモードを選択した方が送信効率がよいかを自動的に選択することができる。
［受信処理手順（１）］
図８，図９は、本発明の無線パケット通信方法における受信処理手順（１）を示す。図１０は、受信処理手順（１）〜（３）の動作例を示す。なお、ここではＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した制御を行うことを想定しているので、受信した無線局がＡＣＫパケットを送信する場合の伝送速度は、規定速度（Ｍａｎｄａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）であるＭ１，Ｍ２，Ｍ３（Ｍ１＜Ｍ２＜Ｍ３）の何れかが用いられる。
図８において、ステップＳ１１１では、全ての送受信処理部１０で受信可能な複数の無線チャネルのそれぞれについて、データパケットの受信処理を実行する。パケットを受信した場合にはステップＳ１１２に進み、同時に受信したデータパケットの数Ｎｒを取得する。また、次のステップＳ１１３では受信したＮｒ個の各データパケットの伝送速度Ｒ（１）〜Ｒ（Ｎｒ）を取得する。
ステップＳ１１４では、同時に受信したデータパケットの数Ｎｒを調べ、Ｎｒ＝１ならばステップＳ１１５に進み、受信したデータパケットに含まれている宛先無線局のＩＤを参照し、自局宛のパケットか否かを識別する。自局宛でないデータパケットを受信した場合にはステップＳ１１６に進み、そのデータパケットを破棄して終了する。自局宛のデータパケットを受信した場合にはステップＳ１１７に進み、受信したデータパケットの伝送速度が規定速度（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）と等しいか否かを調べ、いずれかの規定速度と等しい場合にはステップＳ１１８に進み、異なる場合にはステップＳ１１９に進む。
ステップＳ１１８では、受信したデータパケットの伝送速度と同じ規定速度を選択し、その規定速度でデータパケットを受信した無線チャネルを使い、送信元に向けてＡＣＫパケットを送信する。ステップＳ１１９では、受信したデータパケットの伝送速度を超えない最大の規定速度を（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）の中から選択し、その規定速度でデータパケットを受信した無線チャネルを使い、送信元に向けてＡＣＫパケットを送信する。
複数のデータパケットを同時に受信した場合には、ステップＳ１１４からステップＳ１２１に進み、各データパケットに含まれている宛先無線局のＩＤを参照し、自局宛のパケットか否かを識別する。自局宛でないデータパケットを受信した場合にはステップＳ１１６に進み、そのデータパケットを破棄して終了する。自局宛のデータパケットを受信した場合には、図９のステップＳ１３１に進む。
図９において、ステップＳ１３１では、同時に受信したＮｒ個のデータパケットの伝送速度が全て同じか否かを識別する。Ｎｒ個のデータパケットの伝送速度が全て同じ場合にはステップＳ１３２に進み、受信したデータパケットの伝送速度が規定速度（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）と等しいか否かを調べ、いずれかの規定速度と等しい場合にはステップＳ１３３に進み、異なる場合にはステップＳ１３４に進む。ステップＳ１３３では、受信したデータパケットの伝送速度と同じ規定速度を選択し、その規定速度で自局宛のデータパケットを受信した無線チャネルを用いて送信元宛にＡＣＫパケットを送信する。ステップＳ１３４では、受信したデータパケットの伝送速度を超えない最大の規定速度を（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）の中から選択し、その規定速度で自局宛のデータパケットを受信した無線チャネルを用いて送信元宛にＡＣＫパケットを送信する。
一方、ステップＳ１３１の識別により受信したＮｒ個のデータパケットの伝送速度が全て同じでない場合にはステップＳ１３５に進み、伝送速度Ｒ（１）〜Ｒ（Ｎｒ）の中の最小値をＲｌｏｗに定め、ステップＳ１３６でＲｌｏｗが規定速度（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）等しいか否かを識別する。Ｒｌｏｗがいずれかの規定速度と等しい場合にはステップＳ１３７に進み、等しくない場合にはステップＳ１３８に進む。
ステップＳ１３７では、Ｒｌｏｗ（＝規定速度）で自局宛のデータパケットを受信した無線チャネルを使い送信元宛にＡＣＫパケットを送信する。ステップＳ１３８では、Ｒｌｏｗを超えない最大の規定速度を（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）の中から選択し、その規定速度で自局宛のデータパケットを受信した無線チャネルを用いて送信元宛にＡＣＫパケットを送信する。
以上の処理により、図１０（１）に示す動作が実現する。すなわち、伝送速度が２４Ｍｂｉｔ／ｓの無線チャネルＣＨ１と、伝送速度が６Ｍｂｉｔ／ｓの無線チャネルＣＨ２で、宛先の異なるデータパケット（１），（２）が同時に送信される。データパケット（１），（２）を受信した無線局では、自局宛てのデータパケットを受信するとともに、伝送速度６Ｍｂｉｔ／ｓをＲｌｏｗとして選択する。データパケット（１）を受信した無線局は、無線チャネルＣＨ１の伝送速度を２４Ｍｂｉｔ／ｓから６Ｍｂｉｔ／ｓに切り替えてＡＣＫ（１）を送信する。データパケット（２）を受信した無線局は、無線チャネルＣＨ２で伝送速度６Ｍｂｉｔ／ｓのままでＡＣＫ（２）を送信する。以上の動作は、図９のステップＳ１３７に対応する。
なお、ＡＣＫ（１）のサイズとＡＣＫ（２）のサイズは同一であり、これらの送信に用いる伝送速度６Ｍｂｉｔ／ｓも同一であるので、ＡＣＫ（１）とＡＣＫ（２）のパケット長は同一になる。したがって、ＡＣＫ（１）の送信が終了する時刻とＡＣＫ（２）の送信が終了する時刻とは同一になり、２つの無線チャネルＣＨ１，ＣＨ２のキャリアセンスは同じ時刻に開始される。これにより、データパケットの送信局において、各無線チャネルで送信されたＡＣＫパケットを確実に受信できるとともに、すべての無線局においてその間の送信が停止され、その後のキャリアセンスによる送信権を各無線局に公平に付与することができる。
［受信処理手順（２）］
図１１は、本発明の無線パケット通信方法における受信処理手順（２）を示す。受信処理手順（２）は、図８および図９に示す受信処理手順（１）のステップＳ１１１〜Ｓ１２１、ステップＳ１３１〜Ｓ１３４は共通であるので、ここでは図８に対応する受信処理手順（ステップＳ１１１〜Ｓ１２１）を省略し、図９に対応する受信処理手順のみを示す。なお、図９のステップＳ１３５〜Ｓ１３８が図１１ではステップＳ１４１〜Ｓ１５１に入れ代わる。
ステップＳ１４１では、受信したＮｒ個のデータパケットの伝送速度Ｒ（１）〜Ｒ（Ｎｒ）の中の最小値をＲｌｏｗに定め、次のステップＳ１４２では自局宛のデータパケットの伝送速度をＲ０に定める。
ステップＳ１４３では、Ｒｌｏｗが規定速度（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）と等しいか否かを識別する。Ｒｌｏｗが規定速度のいずれかと等しい場合にはステップＳ１４４に進み、等しくない場合にはステップＳ１４５に進む。ステップＳ１４４ではＲｌｏｗをＲ．ＡＣＫｌｏｗに定め、ステップＳ１４５では、（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）の中でＲｌｏｗを超えない最大の規定速度をＲ．ＡＣＫｌｏｗに定める。
次のステップＳ１４６では、自局宛のデータパケットの伝送速度Ｒ０が規定速度（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）と等しいか否かを識別する。Ｒ０が規定速度のいずれかと等しい場合にはステップＳ１４７に進み、等しくない場合にはステップＳ１４８に進む。ステップＳ１４７ではＲ０をＲ．ＡＣＫ０に定め、ステップＳ１４８では（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）の中でＲ０を超えない最大の規定速度をＲ．ＡＣＫ０に定める。
次のステップＳ１４９では、Ｒ．ＡＣＫｌｏｗとＲ．ＡＣＫ０とを比較する。両者が等しい場合にはステップＳ１５０に進み、異なる場合にはステップＳ１５１に進む。
ステップＳ１５０では、伝送速度Ｒ．ＡＣＫ０で、自局宛のデータパケットを受信した無線チャネルを使って、送信元宛にＡＣＫパケットを送信する。ステップＳ１５１では、伝送速度Ｒ．ＡＣＫ０に対応するＡＣＫパケットのパケット長と、伝送速度Ｒ．ＡＣＫｌｏｗに対応するＡＣＫパケットのパケット長が等しくなるように、それらの差分に相当する長さのダミー信号をＡＣＫパケットに付加する。そして、自局宛のデータパケットを受信した無線チャネルを使い、ダミー信号を付加されたＡＣＫパケットを伝送速度Ｒ．ＡＣＫ０で送信元宛に送信する。
以上の処理により、図１０（２）に示す動作が実現する。すなわち、伝送速度が２４Ｍｂｉｔ／ｓの無線チャネルＣＨ１と、伝送速度が６Ｍｂｉｔ／ｓの無線チャネルＣＨ２で、宛先の異なるデータパケット（１），（２）が同時に送信される。データパケット（１），（２）を受信した無線局では、自局宛てのデータパケットを受信するとともに、伝送速度６Ｍｂｉｔ／ｓをＲｌｏｗとして選択する。データパケット（１）を受信した無線局は、無線チャネルＣＨ１の伝送速度２４Ｍｂｉｔ／ｓでＡＣＫ（１）を送信する。データパケット（２）を受信した無線局は、無線チャネルＣＨ２の伝送速度６Ｍｂｉｔ／ｓでＡＣＫ（２）を送信する。
ＡＣＫ（１）のサイズとＡＣＫ（２）のサイズは同一であるが、これらの送信に用いる伝送速度（２４Ｍｂｉｔ／ｓ，６Ｍｂｉｔ／ｓ）は異なるので、ＡＣＫ（１）とＡＣＫ（２）のパケット長も異なる。しかし、データパケット（１）の宛先の無線局では、図１１のステップＳ１４９でＲ．ＡＣＫｌｏｗとＲ．ＡＣＫ０とが等しくないため、ステップＳ１５１に進む。したがって、高速の伝送速度で送信されるＡＣＫ（１）には、ＡＣＫ（２）のパケット長との差分に相当するダミー信号が付加されて送信されることになり、ＡＣＫ（１）とダミー信号とを合わせたパケット長はＡＣＫ（２）と同じになる。したがって、実質的にはＡＣＫ（１），ＡＣＫ（２）のパケット長が揃うので、同じ時刻にこれらの送信が終了し、２つの無線チャネルＣＨ１，ＣＨ２のキャリアセンスは同じ時刻に開始される。これにより、データパケットの送信局において、低速の無線チャネルで送信されたＡＣＫパケットを確実に受信できるとともに、すべての無線局においてその間の送信が停止され、その後のキャリアセンスによる送信権を各無線局に公平に付与することができる。
［受信処理手順（３）］
図１２は、本発明の無線パケット通信方法における受信処理手順（３）を示す。受信処理手順（３）は、図８および図９に示す受信処理手順（１）のステップＳ１１１〜Ｓ１２１、ステップＳ１３１〜Ｓ１３４は共通であり、さらに図１１に示す受信処理手順（２）のステップＳ１４１〜Ｓ１５０は共通であるので、ここでは図８に対応する受信処理手順（ステップＳ１１１〜Ｓ１２０）を省略し、図９および図１１に対応する受信処理手順のみを示す。なお、図１１のステップＳ１５１は、図１２においてステップＳ１５１Ｂに入れ代わる。
ステップＳ１４９において、Ｒ．ＡＣＫｌｏｗとＲ．ＡＣＫ０とが等しくない場合にはステップＳ１５１Ｂに進み、Ｒ．ＡＣＫｌｏｗの伝送速度に対応するＡＣＫパケットのパケット長の値をＡＣＫパケットのＤｕｒａｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄ（図２参照）に記述する。そして、自局宛のデータパケットを受信した無線チャネルを使い、ＡＣＫパケットを伝送速度Ｒ．ＡＣＫ０で送信元宛に送信する。
ＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線局においては、受信したデータパケットおよびＡＣＫパケットのＤｕｒａｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄに記述されている時間を送信禁止期間（ＮＡＶ）として認識し、この期間が経過するまでの間は送信せずに待機する。
本受信処理手順（３）では、図１０（３）に示す動作が実現する。すなわち、伝送速度が２４Ｍｂｉｔ／ｓの無線チャネルＣＨ１と、伝送速度が６Ｍｂｉｔ／ｓの無線チャネルＣＨ２で、宛先の異なるデータパケット（１），（２）が同時に送信される。データパケット（１），（２）を受信した無線局では、自局宛てのデータパケットを受信するとともに、伝送速度６Ｍｂｉｔ／ｓをＲｌｏｗとして選択する。データパケット（１）を受信した無線局は、無線チャネルＣＨ１の伝送速度２４Ｍｂｉｔ／ｓでＡＣＫ（１）を送信する。データパケット（２）を受信した無線局は、無線チャネルＣＨ２の伝送速度６Ｍｂｉｔ／ｓでＡＣＫ（２）を送信する。
ＡＣＫ（１）のサイズとＡＣＫ（２）のサイズは同一であるが、これらの送信に用いる伝送速度（２４Ｍｂｉｔ／ｓ，６Ｍｂｉｔ／ｓ）は異なるので、ＡＣＫ（１）とＡＣＫ（２）のパケット長も異なる。しかし、Ｒｌｏｗよりも高速の伝送速度を用いてＡＣＫパケットを送信する無線局は、図１２のステップＳ１５１Ｂを実行するので、図１０（３）のＡＣＫ（１）のＤｕｒａｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄには、待機すべき時間Ｔａ（Ｒ．ＡＣＫｌｏｗの伝送速度で送信されるＡＣＫ（２）のパケット長）が記述される。したがって、ＡＣＫ（１）の宛先の無線局を含むＡＣＫ（１）を受信した無線局は、そのＤｕｒａｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄの値に従って、ＡＣＫ（１）の受信が終了しても送信禁止期間（ＮＡＶ）が終了するまでの間は待機することになる。これにより、パケット長の長いＡＣＫ（２）の送信が終了するまでの間に、自局を含むすべての無線局がキャリアセンスを開始することはない。すなわち、データパケットの送信局において、低速の無線チャネルで送信されたＡＣＫパケットを確実に受信できるとともに、すべての無線局においてその間の送信が停止され、その後のキャリアセンスによる送信権を各無線局に公平に付与することができる。
［受信処理手順（４）］
ところで、１つの送信元無線局から宛先の異なるデータパケットを１つの無線チャネルに空間分割多重で重畳し同時に送信することは可能であり、宛先の複数の受信側無線局はそれぞれ自局宛のデータパケットを受信できる。しかし、受信したデータパケットに対するＡＣＫパケットを宛先の複数の受信側無線局が同じ無線チャネルで同時に返送すると、送信元無線局はこれらの送達確認パケットを受信することができない。このような問題を解決するための受信処理手順（４）を以下に示す。
図１３，図１４は、本発明の無線パケット通信方法における受信処理手順（４）を示す。受信処理手順（４）は、図８および図９に示す受信処理手順（１）のステップＳ１１１〜Ｓ１２１、ステップＳ１３１〜Ｓ１３８は共通であるので、ここでは図８に対応する受信処理手順（ステップＳ１１１〜Ｓ１２１）を省略し、図９に対応する受信処理手順の追加部分を図１３〜図１４に示す。
空間分割多重を適用する場合には、図１３のステップＳ２０１からＳ２０２を通り、空きチャネル数Ｎｃｈに応じてステップＳ２１１または図１４のステップＳ２２１に進む。
ステップＳ２１１，Ｓ２２１では、受信した自局宛データパケットに含まれているＡＣＫパケット送信時刻（図１５のｔａ，ｔｂの値）を取得する。このＡＣＫパケット送信時刻の情報は、例えば図１３のステップＳ１３３Ｂ，Ｓ１３４Ｂ，Ｓ１３７Ｂ，Ｓ１３８Ｂや、図１４のステップＳ１３３Ｃ，Ｓ１３４ＣでＡＣＫパケットを送信するタイミングを決定するために利用される。すなわち、ステップＳ１３３Ｂ，Ｓ１３４Ｂ，Ｓ１３７Ｂ，Ｓ１３８Ｂ，Ｓ１３３Ｃ，Ｓ１３４Ｃでは、ＡＣＫパケット送信時刻になったら、受信したパケットの伝送速度と同じ伝送速度を選択し、その伝送速度で自局宛パケットを受信した無線チャネルを使い送信元宛にＡＣＫパケットを送信する。
各ＡＣＫパケット送信時刻は、データパケットの送信元の無線局が決定する。図１５に示す例では、１つの無線チャネルに空間分割多重で２つのデータパケット（１），（２）を重畳して同時に送信する場合を想定しているが、データパケット（１）に対して宛先の１番目の受信側無線局が返送するＡＣＫ（１）の送信時刻ｔａと、データパケット（２）に対して宛先の２番目の受信側無線局が返送するＡＣＫ（２）の送信時刻ｔｂとは、ＡＣＫ（１），ＡＣＫ（２）が重ならないように送信元の無線局によってスケジューリングされる。
したがって、ＡＣＫ（１），ＡＣＫ（２）は互いに異なる受信側無線局から同じ無線チャネルで送出されるが、送出されるタイミングがずれているので、送信元の無線局は全てのＡＣＫ（１），ＡＣＫ（２）を受信することができる。
また、全てのＡＣＫパケットの送信が完了するまでの間は、データパケットの宛先以外の他の無線局の送信を禁止するために、その期間Ｔｃを表す値（ＮＡＶ）がデータパケットに含まれている。
同様に、例えば２つの無線チャネルＣＨ１，ＣＨ２を用いて各無線チャネルにそれぞれ空間分割多重で宛先の異なる２つの信号を重畳する場合には、複数の無線チャネルで同時送信するため、図１０に示すような方法によりＡＣＫパケットのパケット長を合わせ、図１６に示すように無線チャネルごとに独立したスケジュールを行えばよい。
【産業上の利用可能性】  本発明は、送信側の無線局が宛先の異なる複数のデータパケットを同時に送信できるので、送信バッファ上に送信すべき複数のデータパケットが揃うまでの送信待ち時間を短縮でき、実効スループットを改善することができる。また、無線チャネルごとに異なる伝送速度を使用する場合であっても、受信側の無線局から返信される全ての送達確認パケットの送信が終了するまでの間は次のデータパケットが送信されないので、全ての送達確認パケットを受信することができる。
【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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【国際調査報告】
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