(57)【要約】【目的】ＤＡＴＡフィールドより先頭側に配置されるオーバヘッド情報の部分を短くしたままで、受信したパケットのフォーマットを効率的に自動検出することができ、受信したパケットのフォーマットの自動検出のための遅延を低減することができる無線通信層及び方法を提供する。【構成】送信するパケットのプリアンブル又はこれに続く部分に、前記各パケットに固有のフォーマット・パターンを規定するフォーマット・パターン・フィールドを含むようにパケットを生成するパケット生成部を含む無線通信装置、又は、受信したパケット中の前記フォーマット・パターン・フィールドに基づいて当該パケットのフォーマットを判定するパケット（フレーム）・フォーマット判定部を含む無線通信装置、である。【選択図】    図１Ａ
2017022586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なるパケット（フレーム）・フォーマットを有する複数のパケットを生成可能なパケット生成部と、前記生成したパケットを送信する送信部とを備えた無線通信装置であって、
前記パケット生成部は、各パケットのプリアンブル又はこれに続く部分に、前記各パケットに固有のフォーマット・パターンを規定するフォーマット・パターン・フィールドを含むように、パケットを生成するものである、無線通信装置。
【請求項２】
互いに異なるパケット（フレーム）・フォーマットを有する複数のパケットを受信可能なパケット受信部と、前記受信したパケットのフォーマットを判定するパケット（フレーム）・フォーマット判定部とを備えた無線通信装置であって、
前記パケット受信部は、各パケットに固有のフォーマット・パターンを規定するフォーマット・パターン・フィールドがパケット中のプリアンブル又はこれに続く部分に配置されているパケットを受信するものであり、
前記パケット（フレーム）・フォーマット判定部は、受信したパケット中のフォーマット・パターン・フィールドに含まれるフォーマット・パターンに基づいて、前記受信したパケットのフォーマットを判定するものである、無線通信装置。
【請求項３】
互いに異なるパケット（フレーム）・フォーマットを有する複数のパケットを生成し送信する無線通信方法であって、
各パケットのプリアンブル又はこれに続く部分に、前記各パケットに固有のフォーマット・パターンを規定するフォーマット・パターン・フィールドを含むように、パケットを生成するステップ、を含む無線通信方法。
【請求項４】
互いに異なるパケット（フレーム）・フォーマットを有する複数のパケットを受信し、前記受信したパケットのフォーマットを判定する無線通信方法であって、
各パケットに固有のフォーマット・パターンを規定するフォーマット・パターン・フィールドがパケット中のプリアンブル又はこれに続く部分に配置されているパケットを受信するステップと、
受信したパケット中のフォーマット・パターン・フィールドに含まれるフォーマット・パターンに基づいて、前記受信したパケットのフォーマットを判定するステップと、を含む無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮなどに使用されるのに適した無線通信装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、無線ＬＡＮの国際標準規格として、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  Ｉｎｃ．）のＩＥＥＥ８０２委員会が策定してきたＩＥＥＥ８０２．１１シリーズが存在している。
【０００３】
前記ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズにおいては、新しい規格を策定する度に新しいパケット（フレーム）・フォーマットを規定するため、各規格にそれぞれ使用されるパケット（フレーム）は、互いに異なる複数のパケット（フレーム）・フォーマットを有するものとなる。また、それらの規格はしばしば同じ周波数帯で運用されるため、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズのパケットを受信する装置には、受信したパケットのフォーマットを検出する仕組みが備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許公開２０１１／０１４９９２７号明細書
【特許文献２】日本国特表２０１４−５１９２６８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】８０２．１１ａｃ  技術概要  ホワイト・ペーパー  ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｒｏｈｄｅ−ｓｃｈｗａｒｚ．ｃｏ．ｊｐ／ｄｏｗｎｌｏａｄ／ｊｐ／ａｎ／１ＭＡ１９２＿７ｊ．ｐｄｆ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＩＥＥＥ８０２委員会は、現在、無線ＬＡＮの新しい国際標準規格としてＩＥＥＥ８０２．１１ａｘを策定中である。この新しいＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格は、既存の無線ＬＡＮ規格と同じ周波数帯で運用されるため、既存規格との下位互換性を有することが必要とされている。このような既存規格との下位互換性のためには、受信したパケットのフォーマット（パケット（フレーム）・フォーマット）を効率的に自動検出（Ａｕｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）する仕組みが重要となる。そこで、以下に、従来のＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに対応した無線機器が備えている、パケット・フォーマットの自動検出方法について説明する。
【０００７】
従来のＩＥＥＥ８０２．１１シリーズで使用されているパケット（フレーム）の主要なフォーマットとしては、次の４つのパケット（フレーム）・フォーマットが存在している。
（１）レガシ・フォーマット（Ｌｅｇａｃｙ  Ｆｏｒｍａｔ）
（２）ＨＴミックスド・フォーマット（ＨＴ（Ｈｉｇｈ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）  Ｍｉｘｅｄ  Ｆｏｒｍａｔ）
（３）ＨＴグリーンフィールド・フォーマット（ＨＴ（Ｈｉｇｈ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）  Ｇｒｅｅｎ  Ｆｉｅｌｄ  Ｆｏｒｍａｔ）
（４）ＶＨＴフォーマット（ＶＨＴ（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）  Ｆｏｒｍａｔ）
【０００８】
前記（１）から（４）までの各パケット・フォーマットは、図５に示すように、複数のフィールドの組み合わせのパターンとして規定されている。すなわち、レガシ・フォーマットは、図５（１）に示すように、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧ、及びＤＡＴＡフィールドから成る。ＨＴミックスド・フォーマットは、図５（２）に示すように、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦｓ、及びＤＡＴＡフィールドから成る。ＨＴグリーンフィールド・フォーマットは、図５（３）に示すように、ＨＴ−ＳＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦ１、ＨＴ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＬＴＦｓ、及びＤＡＴＡフィールドから成る。ＶＨＴフォーマットは、図５（４）に示すように、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧ、ＶＨＴ−ＳＩＧＡ、ＶＨＴ−ＳＴＦ、ＶＨＴ−ＬＴＦｓ、ＶＨＴ−ＳＩＧＢ、及びＤＡＴＡフィールドから成る。
【０００９】
図５の（１）、（２）、（４）において、各フレームの最初に配置された"Ｌ−ＳＴＦ"及び"Ｌ−ＬＴＦ"は、受信タイミングや伝送路の推定などに使用される各パケットのプリアンブルに位置するフィールドであり、各パケット・フォーマットの間で互いに共通である。図５の（３）において、フレームの最初に配置された"ＨＴ−ＳＴＦ"及び"ＨＴ−ＬＴＦ１"は、同様に受信タイミングや伝送路の推定などに使用されるパケットのプリアンブルに位置するフィールドであり、図５の（１）、（２）、（４）における"Ｌ−ＳＴＦ"及び"Ｌ−ＬＴＦ"と、目的は共通である。
他方、図５の（１）、（２）、（４）における前記"Ｌ−ＳＴＦ"及び"Ｌ−ＬＴＦ"に続く部分、もしくは、図５の（３）における前記"ＨＴ−ＳＴＦ"及び"ＨＴ−ＬＴＦ１"に続く部分，すなわち"Ｌ−ＳＩＧ"、"ＨＴ−ＳＩＧ"、及び"ＶＨＴ−ＳＩＧ  Ａ"の各フィールド、並びにそれらの組み合わせは、各パケット・フォーマット間で互いに異なっている。
【００１０】
前記のＬ−ＳＩＧフィールド、ＨＴ−ＳＩＧフィールド、及びＶＨＴ−ＳＩＧＡフィールド又はそれらの組み合わせは、各パケット・フォーマット毎に互いに異なっている。これらの各フィールドは、前記"Ｌ−ＳＴＦ"及び"Ｌ−ＬＴＦ"に続く部分、もしくは前記"ＨＴ−ＳＴＦ"及び"ＨＴ−ＬＴＦ１"に続く部分であると同時に、ＤＡＴＡフィールドより先頭側に付随するオーバヘッド情報である。図６は、パケット・フレーム中のＬ−ＳＩＧフィールド、ＨＴ−ＳＩＧフィールド、及びＶＨＴ−ＳＩＧ  Ａフィールドを説明するための図である。図６及び図７（ａ）に示すように、Ｌ−ＳＩＧフィールド、ＨＴ−ＳＩＧフィールド中の第１シンボル及び第２シンボル、並びにＶＨＴ−ＳＩＧ  Ａフィールド中の第１シンボル及び第２シンボルは、それぞれ同じ４μｓの長さである。
【００１１】
次に前記Ｌ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＩＧ、及びＶＨＴ−ＳＩＧ  Ａの各フィールドの変調方式（Ｍｏｄｕｌａｔｏｉｎ  Ｓｃｈｅｍｅ）を図７を参照して説明する。図７（ａ）に示すように、Ｌ−ＳＩＧフィールドは、ＢＰＳＫの変調方式により変調されている。ＨＴ−ＳＩＧフィールドでは、第１シンボルと第２シンボルとについて共にＱＢＰＳＫ変調方式で変調される。ＶＨＴ−ＳＩＧ  Ａフィールドでは、第１シンボルについてはＢＰＳＫ変調方式で変調され、第２シンボルについてはＱＢＰＳＫ変調方式で変調される。なお、ＢＰＳＫ変調は、同相成分に信号を乗せる変調方式（図７（ｂ）参照）である。他方、ＱＢＰＳＫ変調は、直交成分に信号を乗せる変調方式（図７（ｃ）参照）である。
【００１２】
従来のパケット（フレーム）・フォーマットの自動検出方法においては、受信機は、前記のＬ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＩＧおよびＶＨＴ−ＳＩＧ  Ａの各フィールド及び各シンボルの情報、特に、それぞれの変調方式の違いを判定することにより、受信したパケット（フレーム）のフォーマットの自動検出を行っている。すなわち、従来の受信機においては、受信したパケット（フレーム）中の一つ又は複数のフィールド又はシンボルの変調方式が、前記のＢＰＳＫ方式及びＱＢＰＳＫ方式のいずれかを判定し、この判定した各フィールド又はシンボルの変調方式に基づいて、受信したパケットのフォーマットを自動検出している。また、前記の各フィールドの変調方式の判定は、各フィールド毎の同相成分の電力と直交成分の電力とを算出し、それらを比較することにより、行われる。
【００１３】
次に図８はＬ−ＳＩＧフィールドに含まれるビット情報を示す図である。レガシ・フォーマットにおいては、ＤＡＴＡフィールドの変調のために、ＢＰＳＫ方式以外のＱＰＳＫ方式やＱＡＭ方式（１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式）が使用される場合がある。このことは、図８に示すように、Ｌ−ＳＩＧフィールドのＲＡＴＥ情報によって確認しうる。受信したパケット（フレーム）におけるＬ−ＳＩＧフィールドのＲＡＴＥ情報が、ＱＰＳＫ変調およびＱＡＭ変調を示した場合は、このことにより受信したパケットがレガシ・フォーマットであると検出できる。
【００１４】
次に図９は、従来の、受信したパケットのフォーマットを当該パケット中の前記Ｌ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＩＧ及びＶＨＴ−ＳＩＧ  Ａの各フィールド及びシンボルの変調方式（Ｍｏｄｕｌａｔｏｉｎ  Ｓｃｈｅｍｅ）の判定に基づいて自動検出する方法を示すフローチャートである。なお、ここでは、レガシ・フォーマットについてはＤＡＴＡフィールドがＢＰＳＫ変調である場合のみを想定して説明する。レガシ・フォーマットについてはＤＡＴＡフィールドがＢＰＳＫ変調以外の場合は、前記ＲＡＴＥ情報によって、受信したパケットがレガシ・フォーマットであると検出できる。
【００１５】
次に、図９のフローチャートを参照して、受信機が、受信したパケットのフォーマットを前記（１）から（４）までの４つのフレーム・フォーマット中のいずれであるかをと判定する方法を説明する。なお、図９において、"I＿ｐｏｗｅｒ"は同相成分の合計電力を、"Ｑ＿ｐｏｗｅｒ"は直交成分の合計電力を示す。また、図９において、上記"I＿ｐｏｗｅｒ"及び"Ｑ＿ｐｏｗｅｒ"の末尾に付されている"１"、"２"、又は"３"は、受信したパケット中のプリアンブルに続く部分中の１番目、２番目又は３番目の４μｓのフィールド又はシンボルを示す。また、図９に示す従来の方法においては、受信したパケット中のプリアンブルに続く部分中の１番目、２番目又は３番目のフィールド又はシンボルの変調方式の判定、すなわち受信したパケット中の前記Ｌ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＩＧおよびＶＨＴ−ＳＩＧＡの各フィールド又はシンボルの変調方式の判定（ＢＰＳＫ変調かＱＢＰＳＫ変調かの判定）は、同相成分の合計電力から直交成分の合計電力を差し引いた値が０（ゼロ）より大きいか否かにより、行われる。すなわち、この値が０以上であればＢＰＳＫ変調と判定され、０未満であればＱＢＰＳＫ変調と判定される。又は、この値が０より大きければＢＰＳＫ変調と判定され、０以下であればＱＢＰＳＫ変調と判定される。図９のフローチャートによる方法の詳細は次のとおりである。
【００１６】
図９において、受信機がパケットを受信すると、ステップＳ１１で、受信したパケット中のプリアンブルに続く部分中の「４μｓ毎に区切られた各フィールド又はシンボルの１番目」について、その変調方式を検出、判定する。すなわち、前記「１番目」のフィールド又はシンボルについて、その同相成分の合計電力から直交成分の合計電力を差し引いた値が０（ゼロ）以上かどうかを判定する。そして、もし前記値が０（ゼロ）より小さいとき（ステップＳ１１の判定がＮＯであるとき、すなわち前記「１番目」の変調方式がＱＢＰＳＫ変調であるとき）は、受信したパケットは、ＨＴグリーンフィールド・フォーマットである、と判定する。なぜなら、受信したパケット中の前記「１番目」のフィールド又はシンボルがＱＢＰＳＫ変調（直交成分に信号を乗せる方式。図７（ｃ）参照）であるパケット・フォーマットは、ＨＴ−ＳＩＧフィールド中の１ｓｔＳｙｍｂｏｌ（図６（ｂ）及び図７（ａ）参照）が前記「１番目」に配置されているＨＴグリーンフィールド・フォーマットしかない（図５（３）参照）からである。なお、前記のＨＴ−ＳＩＧフィールド中の１ｓｔＳｙｍｂｏｌの受信前には、ＡＧＣやフレーム同期、キャリア周波数同期などの前処置が行われる必要がある。
【００１７】
他方、前記ステップＳ１１の判定がＹＥＳである（受信したパケット中の前記「１番目」のフィールド又はシンボルがＢＰＳＫ変調（同相成分に信号を乗せる方式。図７（ｂ）参照）である）ときは、次のステップＳ１２に進む。次のステップＳ１２では、受信したパケット中のプリアンブルに続く部分中の「４μｓ毎に区切られた各フィールド又はシンボルの２番目」について、その変調方式を検出、判定する。すなわち、前記「２番目」のフィールド又はシンボルについて、その同相成分の合計電力から直交成分の合計電力を差し引いた値が０（ゼロ）以下かどうかを判定する。そして、もし前記値が０（ゼロ）以下であるとき（ステップＳ１２の判定がＹＥＳであるとき、すなわち前記「２番目」の変調方式がＱＢＰＳＫ変調であるとき）は、受信したパケットは、ＨＴミックスド・フォーマットである、と判定する。なぜなら、受信したパケット中の前記「２番目」のフィールド又はシンボルがＱＢＰＳＫ変調（直交成分に信号を乗せる方式。図７（ｃ）参照）であるパケット・フォーマットは、前記「２番目」がＨＴ−ＳＩＧフィールド中の２ｎｄＳｙｍｂｏｌであるＨＴグリーンフィールド・フォーマット（図５（３）、図６（ｂ）及び図７（ａ）参照）と、前記「２番目」がＨＴ−ＳＩＧフィールド中の１ｓｔＳｙｍｂｏｌであるＨＴミックスド・フォーマット（図５（２）、図６（ｂ）及び図７（ａ）参照）との２つだけであるところ、ＨＴグリーン・フィールド・フォーマットの場合は前記ステップＳ１１で判定済みであることから、この場合はＨＴミックスド・フォーマットしかないからである。なお、前記のＨＴ−ＳＩＧフィールドの受信前には、ＡＧＣやフレーム同期、キャリア周波数同期などの前処置が行われる。
【００１８】
他方、前記ステップＳ１２の判定がＮＯである（受信したパケット中の前記「２番目」のフィールド又はシンボルがＢＰＳＫ変調（同相成分に信号を乗せる方式。図７（ｂ）参照）である）ときは、次のステップＳ１３に進む。次のステップＳ１３では、受信したパケット中のプリアンブルに続く部分中の「４μｓ毎に区切られた各フィールド又はシンボルの３番目」について、その変調方式を検出、判定する。すなわち、前記「３番目」のフィールド又はシンボルについて、その同相成分の合計電力から直交成分の合計電力を差し引いた値が０（ゼロ）以下かどうかを判定する。そして、もし前記値が０（ゼロ）以下であるとき（ステップＳ１３の判定がＹＥＳであり、前記「３番目」の変調方式がＱＢＰＳＫ変調であるとき）は、受信したパケットはＶＨＴフォーマットであると判定する。なぜなら、前記「３番目」のフィールド又はシンボルがＱＢＰＳＫ変調であるパケット・フォーマットは、前記「３番目」がＶＨＴ−ＳＩＧ  Ａフィールド中の２ｓｔＳｙｍｂｏｌとなっているＶＨＴフォーマット（図５（４）、図６（ｃ）及び図７（ａ）参照）しかない、からである。なお、前記のＶＨＴ−ＳＩＧ  Ａフィールドの受信前には、ＡＧＣやフレーム同期、キャリア周波数同期などの前処置が行われる。
【００１９】
他方、前記ステップＳ１２の判定がＮＯである（受信したパケット中の前記「３番目」のフィールド又はシンボルがＢＰＳＫ変調である）ときは、受信したパケットは、４つのパケット・フォーマット中の前記既に判定した３つを除く残りのレガシ・フォーマットである、と判定する。なお、以上のような受信機においては、対応しないフレーム・フォーマットが１つ以上ある場合も同様の自動検出が行えるが、対応しないフレーム・フォーマットの検出は省略し得る。
【００２０】
次に、図１０は従来の無線送信装置２１を示す概略ブロック図である。図１０において、２２は無線送信装置２１に備えられた入出力インターフェースであって外部からのデータを受け取って内部のコントローラ６及びフレーム生成部に渡す入出力インターフェース、２３は既存の４つのパケット・フォーマットのいずれか１つのフォーマットを有するパケットであって前記入力されたデータを記録するフィールドを含むパケット（フレーム）を生成するフレーム生成部、２４は前記フレーム生成部２３が生成するパケットのフォーマットを選択するフォーマット選択部であって図中の４つのパケット・フォーマットのいずれか一つを選択するフォーマット選択部、２５は前記フレーム生成部２３により生成されたパケットを変調して（信号に情報を付加する処理をして）アンテナ２７から送信する変調部、２６は前記入出力インターフェース２２、フレーム生成部２３及び変調部２５などを制御するコントローラである。
【００２１】
また、図１１は従来の無線受信装置３１を示す概略ブロック図である。図１１において、３２はアンテナ２７で受信されたパケット（フレーム）を復調する復調部、３３は前記復調されたパケット（フレーム）を読み取るフレーム読取り部、３４は前記アンテナ２７で受信されたパケット（フレーム）を読み取るために前記パケット（フレーム）からそのパケットのフォーマットを検出、判定するフォーマット検出部、３５は前記受信されたパケット（フレーム）のフォーマットを自動的に検出、判定するために前記受信されたパケット（フレーム）中の各フィールド又はシンボルの変調方式を検出、判定する変調方式検出部、２２は前記フレーム読取り部３３からのデータを外部に送信する入出力インターフェース、２６は前記入出力インターフェース２２、フレーム読取り部３３及び復調部３２などを制御するコントローラである。
【００２２】
以上に説明したように、従来のパケット・フォーマットの自動検出装置及び方法においては、受信したパケット（フレーム）中の所定のフィールド又はシンボルの変調方式が、ＢＰＳＫ変調及びＱＢＰＳＫ変調のいずれであるかを判定することにより行っているので、例えば、ＶＨＴフォーマットのフレームを受信した場合は、前記受信したパケット中のプリアンブルに続く部分中の「４μｓ毎に区切られた各フィールド又はシンボルの３番目」の変調方式を判定するまで、当該パケットのフォーマットを検出、判定することができない。
【００２３】
また、新規の無線ＬＡＮ規格のために新しいパケット（フレーム）・フォーマットを策定する場合は、その新しいフォーマットのパケットについてフォーマットを自動検出を行うために「４番目」のフィールド又はシンボルを読み込むことが必要になり、さらに「５番目」のフィールド又はシンボル、さらに「６番目」のフィールド又はシンボルを読み込むことが必要になる可能性もある。このことは、計１６μｓ、２０μｓ、又は２４μｓかそれ以上の時間、受信したパケットのフォーマットの検出のために待機しなければならないことを意味する。通信速度が１Ｇｂｐｓの通信では１ｂｉｔが１ｎｓで通信されるが、そのような中では前記の１６μｓ、２０μｓ、又は２４μｓは十分に大きい時間である。
【００２４】
また、前記のＬ−ＳＩＧフィールド、ＨＴ−ＳＩＧフィールド、及びＶＨＴ−ＳＩＧＡフィールドは、ＤＡＴＡフィールドの先頭側に付随するオーバヘッド情報であるから、例えばＶＨＴフォーマットのフレームにおけるＤＡＴＡフィールドが４μｓである場合、ＤＡＴＡフィールドは、それらのオーバヘッド情報（前記１６μｓ、２０μｓ、又は２４μｓ）に対して２０％、１７％、１４％となるので、通信効率が大きく低下してしまう。
【００２５】
このように、従来の無線ＬＡＮ規格では、受信したパケット中のプリアンブルに続く部分の変調方式を検出することにより受信したパケットのフォーマットを検出、判定しているが、このような方法によるときは、新しい無線ＬＡＮ規格を策定する度に前記部分（ＤＡＴＡフィールドより先頭側に配置されるオーバヘッド情報の部分）が長くなってしまい、その結果、受信したパケットのフォーマットの自動検出のための遅延が大きくなってしまう。
【００２６】
このように、ＩＥＥＥ８０２委員会が現在策定中の新しいＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格の既存規格との下位互換性を効率的に実現するためには、ＤＡＴＡフィールドより先頭側に配置されるオーバヘッド情報の部分を短くしたままで、受信したパケットのフォーマットを効率的に自動検出することができ、受信したパケットのフォーマットの自動検出のための遅延を低減することが必要である。本発明はこのような従来技術の問題点に着目して為されたものであって、ＤＡＴＡフィールドより先頭側に配置されるオーバヘッド情報の部分を短くしたままでも、受信したパケットのフォーマットを効率的に自動検出することができ、受信したパケットのフォーマットの自動検出のための遅延を低減することができる無線通信層及び方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
前述のような課題を解決するための本発明による無線通信装置は、互いに異なるパケット（フレーム）・フォーマットを有する複数のパケットを生成可能なパケット生成部と、前記生成したパケットを送信する送信部とを備えた無線通信装置であって、前記パケット生成部は、各パケットのプリアンブル又はこれに続く部分に、前記各パケットに各パケット（フレーム）・フォーマットを示す固有のフォーマット・パターンを規定するフォーマット・パターン・フィールドを含むように、パケットを生成するものである。
【００２８】
また、本発明による無線通信装置は、互いに異なるパケット（フレーム）・フォーマットを有する複数のパケットを受信可能なパケット受信部と、前記受信したパケットのパケット（フレーム）・フォーマットを判定するパケット（フレーム）・フォーマット判定部とを備えた無線通信装置であって、前記パケット受信部は、各パケットに各パケット（フレーム）・フォーマットを示す固有のフォーマット・パターンを規定するフォーマット・パターン・フィールドがパケット中のプリアンブル又はこれに続く部分に配置されているパケットを受信するものであり、前記パケット（フレーム）・フォーマット判定部は、受信したパケット中のフォーマット・パターン・フィールドに含まれるフォーマット・パターンに基づいて、前記受信したパケットのフォーマットを判定するものである。
【００２９】
また、本発明による無線通信方法は、互いに異なるパケット（フレーム）・フォーマットを有する複数のパケットを生成し送信する無線通信方法であって、各パケットのプリアンブル又はこれに続く部分に、前記各パケットに各パケット（フレーム）・フォーマットを示す固有のフォーマット・パターンを規定するフォーマット・パターン・フィールドを含むように、パケットを生成するステップ、を含むものである。
【００３０】
さらに、本発明による無線通信方法は、互いに異なるパケット（フレーム）・フォーマットを有する複数のパケットを受信し、前記受信したパケットのパケット（フレーム）・フォーマットを判定する無線通信方法であって、各パケットに各パケット（フレーム）・フォーマットを示す固有のフォーマット・パターンを規定するフォーマット・パターン・フィールドがパケット中のプリアンブル又はこれに続く部分に配置されているパケットを受信するステップと、受信したパケット中のフォーマット・パターン・フィールドに含まれるフォーマット・パターンに基づいて、前記受信したパケットのフォーマットを判定するステップと、を含むものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、ＤＡＴＡフィールドより先頭側に配置されるオーバヘッド情報の部分を短くしたままでも、受信したパケットのフォーマットを効率的に自動検出（Ａｕｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）又は識別することができ、受信したパケット・フォーマットの自動検出のために過大な遅延が生じることを防止することができるようになる。また、本発明に係る提案技術は、現在策定中の無線ＬＡＮ規格８０２．１１ａｘ以降の規格に対しても、特定のパターンを変えるだけで、拡張することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】本発明の実施形態１において使用される、各パケットに各パケット（フレーム）・フォーマットを示す固有のフォーマット・パターンを規定するフォーマット・パターン・フィールドを含むパケット（フレーム）・フォーマットを示す図である。
【図１Ｂ】本実施形態における接頭符号を用いたフォーマット・パターンを説明するための図である。
【図２】本実施形態による無線通信装置及び方法の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】本実施形態の無線通信装置における送信側装置を示す概略ブロック図である。
【図４】本実施形態の無線通信装置における受信側装置を示す概略ブロック図である。
【図５】従来のＩＥＥＥ８０２．１１シリーズで使用されているパケット（フレーム）の主要なフォーマット・パターンを説明するための図である。
【図６】パケット・フレーム中のＬ−ＳＩＧフィールド、ＨＴ−ＳＩＧフィールド、及びＶＨＴ−ＳＩＧＡフィールドを説明するための図である。
【図７】パケット・フレーム中のＬ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＩＧ、及びＶＨＴ−ＳＩＧＡの各フィールドの変調方式（Ｍｏｄｕｌａｔｏｉｎ  Ｓｃｈｅｍｅ）を説明するための図である。
【図８】Ｌ−ＳＩＧフィールドに含まれるビット情報を示す図である。
【図９】従来の、受信したパケットのフォーマットを当該パケット中のＬ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＩＧ及びＶＨＴ−ＳＩＧＡの各フィールドの変調方式（Ｍｏｄｕｌａｔｏｉｎ  Ｓｃｈｅｍｅ）の判定に基づいて自動検出する方法を示すフローチャートである。
【図１０】従来の無線通信装置における送信側装置を示す概略ブロック図である。
【図１１】従来の無線通信装置における受信側装置を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
新しいＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格に対応する受信機は、下位互換性の確保などの観点から、既存規格と新規規格の双方のパケット（フレーム）・フォーマットを自動検出できることが必要である。そのため、本発明の実施形態では、図１Ａに示すように、パケット中のプリアンブルに続く部分中に、そのパケットのフォーマット・パターンを規定するＦ−ＳＩＧフィールド（２４ｂｉｔｓ）を配置させるようにした。なお、本実施形態では、前記Ｆ−ＳＩＧフィールドの変調方式をＢＰＳＫ変調とした。
【００３４】
すなわち、本実施形態では、各パケット（フレーム）の構成中に、当該パケットのパケット（フレーム）・フォーマットを示す固有のフォーマット・パターンを規定するＦ−ＳＩＧフィールドという新たなフィールドを配置させた。よって、受信装置側は、パケットを受信したとき、受信したパケット中のＦ−ＳＩＧフィールドに記録されたフォーマット・パターンを読み取るだけで、受信したパケットのパケット・フォーマットを自動検出することができるようになった。また、本実施形態では、さらに新たな規格を策定する場合でも、当該新たな規格に固有のフォーマット・パターンを前記Ｆ−ＳＩＧフィールドに記録するだけで、当該新たな規格に対してもパケット（フレーム）・フォーマットの自動検出が可能になった。なお、フォーマット・パターンは、各パケット・フォーマット固有のパターンであり、各パケットについてパケット・フォーマットを識別するために使用される。以下では、前記Ｆ−ＳＩＧフィールドを有するパケット（フレーム）・フォーマットをＨＥフォーマットと呼ぶ。
【００３５】
次に本実施形態における接頭符号を用いたフォーマット・パターンを図１Ｂを参照して説明する。図１Ｂにおいて、Ａは第１の新しいパケット（フレーム）・フォーマットを規定するフォーマット・パターン、Ｂは第２のパケット（フレーム）・フォーマットを規定するフォーマット・パターン、Ｃは第３のパケット（フレーム）・フォーマットを規定するフォーマット・パターン、Ｄは第４のパケット（フレーム）・フォーマットを規定するフォーマット・パターンである。このように、第１、第２、第３、第４の順に、１ビットづつフォーマット・パターンを長くしている(第５以降のパケット（フレーム）・フォーマットを規定するフォーマット・パターンについても、同様に、１ビットずつフォーマット・パターンが長くなるようにしている)。これは、接頭符号（Ｐｒｅｆｉｘ  ｃｏｄｅ）と呼ばれる符号パターンであり、語頭属性（ｐｒｅｆｉｘ  ｐｒｏｐｅｒｔｙ）を満たす特殊な符号である。接頭符号は、任意の符号パターンが、他のいかなる符号パターンの接頭部にもならないため、少ない情報量で、それぞれが必ず固有のパターンとなる。なお、図１Ｂに示す接頭符号を用いたフォーマット・パターン以外でも、本実施形態によれば、固有のフォーマット・パターンであれば任意のフォーマット・パターンを用いることが可能である。
【００３６】
次に本実施形態の動作を図２のフローチャートを参照して説明する。ここでは、既存規格で使用される４つのフレーム・フォーマットと本発明者が提案する新しいＦ−ＳＩＧフィールドを有するフレーム・フォーマットとに共に対応する受信機が、複数のフォーマットをそれぞれ有する各パケット（フレーム）を受信した場合について説明する。なお、以下では、レガシ・フォーマットに関してはそのＤＡＴＡフィールドがＢＰＳＫ変調である場合のみを想定して説明する（図８も参照）。
【００３７】
受信機がパケットを受信すると、まず、ステップＳ１で、受信したパケット中のプリアンブルに続く部分中の「４μｓ毎のフィールド又はシンボルの１番目」について、その変調方式を検出、判定する。すなわち、前記「１番目」について、その同相成分の合計電力から直交成分の合計電力を差し引いた値が０（ゼロ）以上かどうかを判定し、もし前記値が０（ゼロ）より小さいとき（ステップＳ１の判定がＮＯのとき、すなわち前記「１番目」のフィールド又はシンボルがＱＢＰＳＫ変調であるとき）は、受信したパケットは、ＨＴグリーンフィールド・フォーマットである、と判定する。なぜなら、受信したパケット中の前記「１番目」のフィールド又はシンボルがＱＢＰＳＫ変調（直交成分に信号を乗せる方式。図７（ｃ）参照）であるパケット・フォーマットは、ＨＴ−ＳＩＧフィールド中の１ｓｔＳｙｍｂｏｌが前記「１番目」に配置されているＨＴグリーンフィールド・フォーマットしかない（図５の（３）、図６（ｂ）、及び図７（ａ）参照）からである。なお、前記のＨＴ−ＳＩＧフィールド中の１ｓｔＳｙｍｂｏｌの受信前には、ＡＧＣやフレーム同期、キャリア周波数同期などの前処置が行われる必要がある。
【００３８】
他方、前記ステップＳ１の判定がＹＥＳのとき（前記「１番目」のフィールド又はシンボルの変調方式がＢＰＳＫ変調であるとき）は、次のステップＳ２に進む。次のステップＳ２では、受信したパケット中のプリアンブルに続く部分中の「４μｓ毎のフィールド又はシンボルの２番目」について、その変調方式を検出、判定する。すなわち、前記「２番目」について、その同相成分の合計電力から直交成分の合計電力を差し引いた値が０（ゼロ）以下かどうかを判定する。そして、前記値が０（ゼロ）以下であるとき（ステップＳ２の判定がＹＥＳのとき、すなわち前記「２番目」のフィールド又はシンボルがＱＢＰＳＫ変調であるとき）は、受信したパケットは、ＨＴミックスド・フォーマットであると判定する。なぜなら、受信したパケット中の前記「２番目」のフィールド又はシンボルがＱＢＰＳＫ変調（直交成分に信号を乗せる方式。図７（ｃ）参照）であるパケット・フォーマットは、ＨＴ−ＳＩＧフィールド中の２ｎｄＳｙｍｂｏｌが前記「２番目」に配置されているＨＴグリーンフィールド・フォーマット（図５（３）、図６（ｂ）、及び図７（ａ）参照）と、ＨＴ−ＳＩＧフィールド中の１ｓｔＳｙｍｂｏｌが前記「２番目」に配置されているＨＴミックスド・フォーマット（図５（２）、図６（ｂ）、及び図７（ａ）参照）との２つだけであるところ、ＨＴグリーン・フィールド・フォーマットの場合は前記ステップＳ１で判定済みであることから、この場合に該当するのはＨＴミックスド・フォーマットしかないからである。なお、前記のＨＴ−ＳＩＧフィールドの受信前には、ＡＧＣやフレーム同期、キャリア周波数同期などの前処置が行われる。
【００３９】
他方、前記ステップＳ２の判定がＮＯのとき、すなわち前記「２番目」のフィールド又はシンボルがＱＢＰＳＫ変調ではなくＢＰＳＫ変調であると判定されたときは、次のステップＳ３に進む。次のステップＳ３では、前記「２番目」のフィールド又はシンボルがＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ以降の規格のフォーマット・パターンを記録するフィールド（前記のＢＰＳＫ変調されたＦ−ＳＩＧフィールド）であるか否か、すなわち受信したパケット（フレーム）のパケット・フォーマットが前記ＨＥフォーマットであるか否か、を判定する。このステップＳ３の判定がＹＥＳのときは、前記受信したパケット中のＦ−ＳＩＧフィールドに規定されているフォーマット・パターンを読み取ることにより、当該パケット（ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ以降）のフォーマットを判定する。
【００４０】
他方、前記ステップＳ３の判定がＮＯのときは、次のステップＳ４に進む。次のステップＳ４では、受信したパケット中のプリアンブルに続く部分中の「４μｓ毎のフィールド又はシンボルの３番目」について、その変調方式を検出、判定する。すなわち、前記「３番目」について、その同相成分の合計電力から直交成分の合計電力を差し引いた値が０（ゼロ）以下かどうかを判定し、もし前記値が０（ゼロ）以下であるとき（ステップＳ３の判定がＹＥＳのとき、すなわち、前記「３番目」のフィールド又はシンボルの変調方式がＱＢＰＳＫ変調であるとき）は、受信したパケットはＶＨＴフォーマットであると判定する。なぜなら、受信したパケット中の前記「３番目」のフィールド又はシンボルがＱＢＰＳＫ変調（図７（ｃ）参照）であるパケット・フォーマットは、ＶＨＴ−ＳＩＧ  Ａフィールド中の２ｓｔＳｙｍｂｏｌが前記「３番目」に配置されているＶＨＴフォーマット（図５（４）及び図６（ｃ）参照）しかない、からである。なお、前記のＶＨＴ−ＳＩＧ  Ａフィールドの受信前には、ＡＧＣやフレーム同期、キャリア周波数同期などの前処置が行われる。
【００４１】
他方、ステップＳ４において、前記判定がＮＯのとき、すなわち、前記「３番目」のフィールド又はシンボルについて、その同相成分の合計電力から直交成分の合計電力を差し引いた値が０（ゼロ）より大きいとき、受信したパケットは、複数のパケット・フォーマット中の前記既に判定した４つを除く残りのレガシ・フォーマットであると判定する。すなわち、受信したパケットがレガシ・フォーマットである場合は、パケット中のプリアンブルに続く部分中の「４μｓ毎のフィールド又はシンボルの１番目」のＬ−ＳＩＧフィールドがＢＰＳＫ変調であるから、ＨＴグリーン・フィールド・フォーマットではないことが分かる。次に、受信したパケットがレガシ・フォーマットである場合は、第１のＤＡＴＡフィールドがＢＰＳＫ変調になっているから、ＨＴミックスド・フォーマットではないことが分かる（図８も参照）。次に、受信したパケットがレガシ・フォーマットである場合は、第１のＤＡＴＡフィールドがフォーマット・パターンを規定するものではないから、ＨＥフォーマットではないことが分かる。次に、受信したパケットがレガシ・フォーマットである場合は、第２のＤＡＴＡフィールドも同様にＢＰＳＫ変調になっているから、レガシ・フォーマットであることが検出できる。なお、図２に関して説明した受信機においては、対応しないフレーム・フォーマットが１つ以上ある場合も同様の自動検出が行えるが、対応しないフレーム・フォーマットの検出は省略しうる。
【００４２】
次に、図３は本実施形態による無線送信装置１を示す概略ブロック図である。図３において、２は無線送信装置１に備えられた入出力インターフェースであって外部からのデータを受け取って内部のフレーム生成部３及びコントローラ６などに渡す入出力インターフェース、３は前記ＨＥフォーマットを含む複数（図３では計５個）のパケット・フォーマット中のいずれか１つのフォーマットを有するパケットであって前記入力されたデータを記録するフィールドを含むパケット（フレーム）を生成するフレーム生成部、４は前記フレーム生成部３が生成する複数のパケット・フォーマット中のいずれか一つを選択するフォーマット選択部、５は前記フレーム生成部３により生成されたパケットを変調して（信号に情報を付加する処理を行って）アンテナ７から送信する変調部、６は前記入出力インターフェース２、フレーム生成部３及び変調部５などを制御するコントローラである。
【００４３】
また、図４は本実施形態による無線受信装置１１を示す概略ブロック図である。図４において、１２はアンテナ７で受信されたパケット（フレーム）を復調する復調部、１３は前記復調されたパケット（フレーム）を読み取るフレーム読取り部、１４は前記アンテナ７で受信されたパケット（フレーム）を読み取るために前記パケット（フレーム）からそのパケットのフォーマットを自動的に検出、判定するフォーマット検出部、１５は前記受信されたパケット（フレーム）のフォーマットを自動的に検出、判定するために前記受信されたパケット（フレーム）中の各フィールドの変調方式を検出、判定する変調方式検出部、１６は受信したパケットのフォーマットが前記ＨＥフォーマットであるか否か、すなわち受信したパケットがフォーマット・パターンを規定するＦ−ＳＩＧフィールド（図１Ａ参照）を含むものであるか否かを検出、判定するフォーマット・パターン検出部、２は前記フレーム読取り部１３からのデータを外部に出力する入出力インターフェースである。また６は、前記入出力インターフェース２、復調部１２、フレーム読取り部１３、フォーマット検出部１４、変調方式検出部１５、及びフォーマット・パターン検出部１６などを制御するコントローラである。
【００４４】
以上のような本実施形態によるときは、従来の過大なオーバヘッドや受信遅延の問題が解決できるようになる。すなわち、本実施形態によれば、前記Ｆ−ＳＩＧフィールドを有するフレーム・フォーマットは、「２番目」のフィールド又はシンボルを判定した段階でフォーマットの自動検出が可能となるので、計８μｓ（＝４μｓ×２）の時間を待機するだけで、受信したパケットのフォーマットの自動検出ができるようになる。また、従来の自動検出方法においては、４番目のフィールドを追加して判定を行う場合は計１６μｓ（＝４μｓ×４）の待機時間が必要となるが、本実施形態では前述のように計８μｓ（＝４μｓ×２）の時間を待機するだけで受信したパケットのフォーマットの自動検出ができるので、従来の待機時間を５０％低減することが可能となる。さらに、前記Ｆ−ＳＩＧフィールドを有するフレーム・フォーマットにおけるＤＡＴＡフィールドが高々４μｓである場合、本実施形態によれば、Ｆ−ＳＩＧフィールド以外の追加フィールドが必要ないため、ＤＡＴＡフィールドは、それらのオーバヘッド情報に対して少なくとも２０％の効率改善ができ、それ以上に効率が低下することがない。また、本実施形態では、フォーマット・パターンを変更するだけで、新しい規格への対応が簡単にできるようになる。
【００４５】
特に本実施形態によるときは、前述のように、ＤＡＴＡフィールドより先頭側に配置されるオーバヘッド情報の部分を短くしたままでも、受信したパケットのフォーマットを効率的に自動検出できるようになるので、受信したパケット・フォーマットの自動検出のために長い遅延が生じることを防止することができる。
【００４６】
すなわち、例えばＶＨＴフォーマットのパケットにおいて、Ｌ−ＳＩＧフィールドとＶＨＴ−ＳＩＧＡフィールドは計１２μｓの長さであり、ＤＡＴＡフィールドが高々４μｓである場合、１２μｓ／４μｓ＝３倍、１つのＤＡＴＡフィールドを送信するために３倍以上の付加情報を送る必要がある。ちなみに、通信速度が１Ｇｂｐｓの通信では、４μｓのＤＡＴＡフィールドの情報量は５００Ｂｙｔｅになり、これはメール一通分に相当する（１文字の情報量が２Ｂｙｔｅであり、５００Ｂｙｔｅは２５０文字に相当する。４μｓ×１Ｇｂｐｓ／８ｂｉｔ＝５００Ｂｙｔｅ）。そして、これは、メール一通を送るのに、高々２５％の通信効率しかなく、実質の通信速度が２５０Ｍｂｐｓになることを意味する。別の言い方をすると、４通のメールを送信できる時間に１通のメールしか送信できないことを意味する（４μｓ／（１２μｓ＋４μｓ）＝２５％  １Ｇｂｐｓ×２５％＝２５０Ｍｂｐｓ）。本実施形態によるときは、このような、受信したパケット・フォーマットの自動検出のために長い遅延が生じる不都合を有効に防止することができる。
【００４７】
また、従来のパケットのフォーマット自動検出方法による場合は、新規のＩＥＥＥ８０２．１１規格において新しいパケット（フレーム）・フォーマットを策定する場合に、受信したパケット・フォーマットの自動検出を行うために４番目のフィールドを追加する必要があり、さらに５番目のフィールド、６番目のフィールドをも追加する必要があったが、本実施形態によるときは、そのような不都合を有効に回避することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１    無線送信装置
２    入出力インターフェース
３    フレーム生成部
５    変調部
６    コントローラ
７    アンテナ
１１  無線受信装置
１２  復調部
１３  フレーム読取り部
１４  フォーマット検出部
１５  変調方式検出部
１６  フォーマット・パターン検出部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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