(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の周波数内で、同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置と非同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置から構成されるネットワーク内でパケットの無線伝送を行う通信方法において、
既にネットワークが設定された環境下において、当該ネットワークを構成する少なくとも１つの無線通信装置と同期無線通信方式によりパケットの送受信を新たに行おうとする無線通信装置が、通信相手となる他の無線通信装置とのネゴシエーション処理を非同期無線通信方式によって行うステップと、
上記他の無線通信装置が同期無線方式で無線伝送可能であるか確認するステップと、
上記確認ステップにより、上記他の無線通信装置が同期無線方式で無線伝送可能であると認識した場合に、上記非同期無線通信方式から上記同期無線通信方式に切り換えるステップと、
同期無線通信方式によりデータの送受信を行うステップと
を備えたことを特徴とする通信方法。
【請求項２】
同一の周波数内で、同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置と非同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置から構成されるネットワーク内でパケットの無線伝送を行う無線送信装置において、
フレーム間隔を計るための第１フレームカウンタ手段と、
上記フレーム間隔より短い間隔を計るための第２フレームカウンタ手段と、
フレーム内のパケットの種類を識別するパケット種類識別手段と、
パケットの送信許可を行う送信制御手段と、
受信データの情報をもとに、上記第１フレームカウンタ手段と上記第２フレームカウンタ手段を制御するフレームカウンタ制御手段と、
上記ネットワークに参入するため、ネットワーク参入情報を送受信するネットワーク参入情報伝送手段と、
上記ネットワーク参入情報伝送手段によって受信した情報により、無線通信方式を現在の設定から他方の設定に変更する通信方式変更手段と、
上記パケット種類識別手段と上記フレームカウンタ制御手段により選択されたフレームカウンタをもとに、上記送信制御手段を送信許可する送信許可手段と
を備えたことを特徴とする無線送信装置。
【請求項３】
請求項２記載の無線送信装置において、
上記フレームカウンタ制御手段は、
割り込み処理によってソフトウエアを立ち上げる中央演算処理手段と、
割り込みのタイミングを一時蓄積する割り込みタイミング蓄積手段とを有し、
上記選択されたフレームカウンタと上記割り込みタイミング蓄積手段に蓄積された情報とを比較し、割り込み処理を実行することを特徴とする無線送信装置。
【請求項４】
同一の周波数内で、同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置と非同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置から構成されるネットワーク内でパケットの受信を行う無線受信装置において、
フレームの切れ目やパケットの切れ目を検出する同期検出手段と、
上記フレーム間隔を計るための第１フレームカウンタ手段と、
上記フレーム間隔より短い間隔を計るための第２フレームカウンタ手段と、
フレーム内のパケットの種類を識別するパケット種類識別手段と、
パケットの受信許可を行う受信制御手段と、
上記同期無線通信方式によるフレーム同期通信モードと上記非同期無線通信方式によるフレーム非同期通信モードを管理する通信モード管理手段と、
上記通信モード管理手段の情報をもとに、上記第１フレームカウンタ手段と上記第２フレームカウンタ手段を制御するフレームカウンタ制御手段と、
フレーム内のパケット構成情報を受信するネットワークパケット構成情報伝送手段と、
上記ネットワークパケット構成情報伝送手段によって受信した情報により、無線通信方式を現在の設定から他方の設定に変更する通信方式変更手段と、
上記パケット種類識別手段と上記フレームカウンタ制御手段により選択されたフレームカウンタをもとに、上記受信制御手段を受信許可する受信許可手段と
を備えたことを特徴とする無線受信装置。
【請求項５】
請求項４記載の無線受信装置において、
受信信号系列からデータを復号し、データ解析を行う受信処理手段を有し、
上記通信モード管理手段は、上記受信処理手段を用いて解析したデータ情報によりモード切替を行うことを特徴とする無線受信装置。
【請求項６】
請求項４記載の無線受信装置において、
上記通信モード管理手段は、上記同期検出手段を用いて解析したデータ情報によりモード切替を行うことを特徴とする無線受信装置。
【請求項７】
請求項４記載の無線受信装置において、
上記フレームカウンタ制御手段は、
割り込み処理によってソフトウエアを立ち上げる中央演算処理手段と、
割り込みのタイミングを一時蓄積する割り込みタイミング蓄積手段とを有し、
上記選択されたフレームカウンタと上記割り込みタイミング蓄積手段に蓄積された情報とを比較し、割り込み処理を実行することを特徴とする無線受信装置。
【請求項８】
同一の周波数内で、同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置と非同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置から構成されるネットワーク内でパケットの無線伝送を行う通信システムにおいて、
他の無線通信装置と、
既にネットワークが設定された環境下において、当該ネットワークを構成する少なくとも１つの無線通信装置と同期無線通信方式によりパケットの送受信を新たに行おうとする無線通信装置であって、
通信相手となる上記他の無線通信装置との間で通信を開始する際に、
非同期無線通信方式により非同期フレームでデータの送受信を行うように設定し、
上記ネットワークを構成する上記複数の無線通信装置のネットワーク構成情報を送受信し、
同期無線通信方式により同期フレームでデータの送受信を開始するため、フレームパケット構成情報を送受信し、
上記ネットワークに新規参入するため、ネットワーク参入情報を送受信し、
無線通信方式を現在の設定から他方の設定に変更し、上記非同期無線通信方式から上記同期無線通信方式へ切り替え、
同期無線通信方式により同期フレームでデータの送受信を行うように設定する無線通信装置と、
を備えたことを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ：直交周波数分割多重）変調方式により伝送すると共に、伝送された情報を受信して復調する通信方法、無線送信装置、無線受信装置および通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ  Ａｃｃｅｓｓ）技術を基礎にしたＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ）やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ  ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）やＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ  Ａｃｃｅｓｓ）技術を基礎にした無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等、様々な無線技術を駆使して音声や映像等の情報を伝送する通信装置が市場に出回っている。
【０００３】
また、一方で、無線通信により、高速な画像伝送を実現するための変調方式として、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ：直交周波数分割多重）変調方式の技術開発が盛んになってきている。ＯＦＤＭ変調方式は、マルチキャリア変調方式で、１伝送帯域内に所定の周波数間隔で、数十から数百、または、システムによっては、数千の互いに直交した搬送波（以下、「サブキャリア」という。）を配置し、それぞれのサブキャリアにデータを分散させて変調し、この変調波を多重した信号を送信する方式である。
【０００４】
この変調方式は周波数選択性フェージングに強く、マルチキャリアを作成するためにＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散フーリエ変換）または、その高速演算が可能なＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）が使用されるという特徴を持つ。
【０００５】
具体的には、この変調方式を用いた送信装置は、時系列に得られる送信データを、仮想的に周波数軸上に配置し、各々のサブキャリアに送信データを割り当て、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  ＦＦＴ：逆高速フーリエ変換）演算などで所定の周波数間隔のマルチキャリア信号に直交変換して送信する。一方で、受信装置は受信したマルチキャリア信号を送信時とは逆のＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）演算などで時系列に得られるデータとして、受信データを得るようにしている。このＯＦＤＭ変調方式による伝送信号は、マルチパスであっても良好な伝送特性を確保することができる利点や、周波数利用効率が高く、他の周波数帯域に干渉を与えにくいという利点がある。
【０００６】
図１３は、従来のＯＦＤＭ変調方式に対応した送受信装置の構成を示すブロック図である。図１３は、送信装置１２０から送信された情報を受信装置１４０で受信する例を示すものである。
【０００７】
図１３に示す送信装置１２０において、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）送信部１２１は、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）等の非可逆な画像符号化データ、ＪＢＩＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｂｉ−ｌｅｖｅｌ  Ｉｍａｇｅ  ｃｏｄｉｎｇ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）等のような可逆な画像符号化データ、画像以外のデータといったあらゆるデータをパケット形式データとして送信信号処理を行う。なお、このＭＡＣ送信部の前段に、リードソロモン符号やターボ符号といったＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ  Ｃｏｄｅ）が実装されることも多い。
【０００８】
畳み込み符号部１２２は、ＭＡＣ送信部１２１でエンコードされた送信情報ビット系列に対して、系列間距離の伸張を行って、送信符号化ビット系列を生成させる。さらに、インターリーバ１２３は、符号化ビット系列の並び替えを行い、ビット系列を分散させる。この分散させたビット系列に対して、変調部１２４は、まずプリアンブル信号をこのビット系列内に挿入し、次に第１次変調としてＤＱＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調を行う。ここで、変調部１２４は、ＤＱＳＰＫ以外にも、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、８ＰＳＫ（Ｅｉｇｈｔ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の変調長方式を用いることができるものとする。なお、後述する復調部１３３はそれぞれの変調方式を復調できるそれぞれの変調方式に対応した復調方式が必要となる。
【０００９】
変調部１２４で変調した送信シンボルストリームに対して、ＩＦＦＴ部１２５は、第２次変調としてＩＦＦＴ演算を行い、さらにＩＦＦＴ演算の出力区間を示す窓がけを行う。ＩＦＦＴ部１２５により、今まで仮想的に周波数軸に配置されていた送信シンボルストリームが時間軸上で平均化され、送信系列となる。Ｄ／Ａ変換部１２６は、送信信号系列を入力して、デジタル／アナログ変換を行う。変換後のアナログ信号に対して、ＲＦ部１２７は、フィルタリング、周波数変換等を施した後、アンテナ１３８を介して送信を行う。なお、制御部１２８は、送信装置の送信タイミングを制御している。
【００１０】
一方、図１３に示す受信装置１４０において、ＲＦ部１２９は、アンテナ１３９を介して受信された受信信号に対してフィルタリングおよび周波数変換などの受信信号処理を行う。ＲＦ部１２９を介して受信信号処理を施されたアナログの受信信号に対して、Ａ／Ｄ変換部１３０は、アナログ／デジタル変換を行い、デジタル化された受信信号系列を生成させる。同期検出部１３１は、この受信信号系列の中から後段のＦＦＴ部１３２がＦＦＴ演算を施すデータの切れ目やフレームの切れ目を検出して、後段のＦＦＴ部１３２がＦＦＴ演算の動作を始めるタイミングを検索する。このタイミング検出後に、ＦＦＴ部１３２は、受信信号系列の中の所定ＦＦＴ演算区間に対して時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する高速フーリエ演算を施す。
【００１１】
復調部１３３は、ＦＦＴ演算後の周波数領域の信号に対して、ＤＱＰＳＫ復調を施して、受信シンボルストリームを生成させる。この受信シンボルストリームに対して、デインターリーバ１３４は、分散されたビット系列を再配置させて、受信符号化ビット系列を生成させる。ビタビ復号部１３５は、この受信符号化ビット系列を最尤復号化により復号して受信情報ビット系列に変換する。ＭＡＣ受信部１３６は、ＭＡＣ送信部１２１で付加されたＥＣＣが含まれた同期データ（Ａｓｙ）や制御データからＥＣＣ検出をすることによりエラー訂正を行う。この後、ＭＡＣ受信部１３６は、生成された受信データの中から予め決められた手順で画像やその他のデータをデコードする。なお、この受信装置１４０には上述した送信装置１２０と同様に、制御部１３７が設けられていて、受信タイミングを制御している。
【００１２】
上述したように、ＯＦＤＭ技術を利用した送信装置１２０には、第一次変調として変調部１２４、第２次変調としてＩＦＦＴ部１２５が利用されている。変調部１２４は、送信データに応じてキャリアの位相を離散的に変化させる変調方式であり、周波数利用効率に大きな利点がある。また、ＩＦＦＴ部１２５は、サブキャリアに配置されるビット系列を時間軸上で平均化させるため、フェージングやシャドウイング、マルチパス等の干渉波に強いといった大きな利点がある。このように、様々な電波伝搬環境に対応できるという利点があるため、屋外または屋内に限定されず、伝送が途切れないシームレスな無線通信システムが提案されている。
【００１３】
ところで、上述した図１３のような送受信装置をネットワーク化した環境について考える。ネットワーク化した場合、そのＬＡＮ内にある無線通信装置の送信が重ならないように制御する必要がある。他の無線通信装置が送信中に送信処理を行うと、伝送エラーが発生し、結果的に各通信装置の伝送効率を低下させてしまう。そのため、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）と呼ばれるアクセス制御方式を用いて、他の無線通信装置が送信中に送信処理を行わない無線通信方法が用いられている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のキャリアセンスの動作を行う送受信装置においては、キャリアを探知する時間、電力レベル等は周波数毎に様々である。ただし、同一周波数帯ではほぼ同等の規格になる傾向があり、例えば、現在、無線ＬＡＮの周波数として注目されている５ＧＨｚ帯の標準規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＨｉｐｅｒＬＡＮ（日本規格がＨｉＳＷＡＮａ）およびワイヤレス１３９４がある。
【００１５】
一方、これらの規格には送受信の無線通信装置が前もって決められたタイミングで送受信を行うフレーム同期無線通信方式と、前もって決められたタイミングではなく非同期に送受信を行うフレーム非同期無線通信方式の２種類がある。５ＧＨｚ帯の場合、ＨｉｐｅｒＬＡＮおよびワイヤレス１３９４がフレーム同期無線通信方式であり、ＩＥＥＥ８０２．１１ａはフレーム非同期無線通信方式である。フレーム非同期無線通信方式とフレーム非同期無線通信方式の無線通信装置が同じ周波数チャネルを共有して使用する場合、フレーム同期無線通信方式はキャリアセンスが原因で伝送効率を低下させてしまう可能性がある。
【００１６】
なぜならば、フレーム非同期無線通信方式では、キャリアセンスによるデータ衝突を起こした場合、送信するデータ量を減らすことで、一定時間におけるキャリアセンス数を増やして、データレートをできるだけ下げないようにすることが可能であるが、フレーム同期無線通信方式の場合、フレームの先頭でキャリアセンスができない場合、固定フレーム時間（ＨｉｐｅｒＬＡＮが２ｍｓｅｃ、ワイヤレス１３９４が４ｍｓｅｃ）だけキャリアセンスの実行を待たなければならない。例えば、４ｍｓｅｃ毎にフレームを送信するＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格準拠の無線通信装置とワイヤレス１３９４規格準拠の無線通信装置とが周波数チャネルを共有した場合、後者の無線通信装置は送受信処理を全く行うことができなくなるという不都合があった。
【００１７】
よって、フレーム同期無線通信方式の通信装置がフレーム非同期無線通信方式のネットワークに入り込んだ場合、ネゴシエーションができないというという不都合があった。
【００１８】
この問題を解決するため、ワイヤレス１３９４では未使用領域という、他の規格のパケットを受信可能にするエリアを広げて、フレーム内でフレーム非同期無線通信方式のパケットを受信し、ネットワークに参入するようにしている。
【００１９】
しかし、この場合もフレーム先頭でキャリアセンスができないと固定フレーム時間だけキャリアセンスを待たなければならないため、非常に伝送効率が低下するという不都合があった。
一方、フレーム同期通信方式はフレーム非同期通信方式と比べ効率よくデータ伝送を行うことができるという利点を有する。
【００２０】
本発明は、このような実情を鑑みてなされたものであり、フレーム同期無線通信方式において、ネゴシエーション時にフレーム非同期無線通信方式として動作する機能を設けることで、ネットワーク内で容易に通信装置間の情報の通信を行うことができ、伝送効率を低下させることのない通信方法、無線送信装置、無線受信装置および通信システムを提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信方法は、同一の周波数内で、同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置と非同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置から構成されるネットワーク内でパケットの無線伝送を行う通信方法において、既にネットワークが設定された環境下において、当該ネットワークを構成する少なくとも１つの無線通信装置と同期無線通信方式によりパケットの送受信を新たに行おうとする無線通信装置が、通信相手となる他の無線通信装置とのネゴシエーション処理を非同期無線通信方式によって行うステップと、他の無線通信装置が同期無線方式で無線伝送可能であるか確認するステップと、確認ステップにより、他の無線通信装置が同期無線方式で無線伝送可能であると認識した場合に、非同期無線通信方式から同期無線通信方式に切り換えるステップと、同期無線通信方式によりデータの送受信を行うステップとを備えたものである。
【００２２】
また、本発明の無線送信装置は、同一の周波数内で、同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置と非同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置から構成されるネットワーク内でパケットの無線伝送を行う無線送信装置において、フレーム間隔を計るための第１フレームカウンタ手段と、フレーム間隔より短い間隔を計るための第２フレームカウンタ手段と、フレーム内のパケットの種類を識別するパケット種類識別手段と、パケットの送信許可を行う送信制御手段と、受信データの情報をもとに、第１フレームカウンタ手段と第２フレームカウンタ手段を制御するフレームカウンタ制御手段と、ネットワークに参入するため、ネットワーク参入情報を送受信するネットワーク参入情報伝送手段と、ネットワーク参入情報伝送手段によって受信した情報により、無線通信方式を現在の設定から他方の設定に変更する通信方式変更手段と、パケット種類識別手段とフレームカウンタ制御手段により選択されたフレームカウンタをもとに、送信制御手段を送信許可する送信許可手段とを備えたものである。
【００２３】
また、本発明の無線受信装置は、同一の周波数内で、同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置と非同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置から構成されるネットワーク内でパケットの受信を行う無線受信装置において、フレームの切れ目やパケットの切れ目を検出する同期検出手段と、フレーム間隔を計るための第１フレームカウンタ手段と、フレーム間隔より短い間隔を計るための第２フレームカウンタ手段と、フレーム内のパケットの種類を識別するパケット種類識別手段と、パケットの受信許可を行う受信制御手段と、同期無線通信方式によるフレーム同期通信モードと非同期無線通信方式によるフレーム非同期通信モードを管理する通信モード管理手段と、通信モード管理手段の情報をもとに、第１フレームカウンタ手段と第２フレームカウンタ手段を制御するフレームカウンタ制御手段と、フレーム内のパケット構成情報を受信するネットワークパケット構成情報伝送手段と、ネットワークパケット構成情報伝送手段によって受信した情報により、無線通信方式を現在の設定から他方の設定に変更する通信方式変更手段と、パケット種類識別手段とフレームカウンタ制御手段により選択されたフレームカウンタをもとに、受信制御手段を受信許可する受信許可手段とを備えたものである。
【００２４】
また、本発明の通信システムは、同一の周波数内で、同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置と非同期無線通信方式によりパケットの送受信を行う無線通信装置から構成されるネットワーク内でパケットの無線伝送を行う通信システムにおいて、他の無線通信装置と、既にネットワークが設定された環境下において、当該ネットワークを構成する少なくとも１つの無線通信装置と同期無線通信方式によりパケットの送受信を新たに行おうとする無線通信装置であって、通信相手となる他の無線通信装置との間で通信を開始する際に、非同期無線通信方式により非同期フレームでデータの送受信を行うように設定し、ネットワークを構成する複数の無線通信装置のネットワーク構成情報を送受信し、同期無線通信方式により同期フレームでデータの送受信を開始するため、フレームパケット構成情報を送受信し、ネットワークに新規参入するため、ネットワーク参入情報を送受信し、無線通信方式を現在の設定から他方の設定に変更し、非同期無線通信方式から同期無線通信方式へ切り替え、同期無線通信方式により同期フレームでデータの送受信を行うように設定する無線送信装置とを備えたものである。
【００２５】
本発明は、以下の作用をする。
フレーム非同期無線通信装置がネットワークを構築している環境下、フレーム同期無線通信装置が同ネットワークに参入するための情報としてステーションシンクパケットの送信やフレームスタートパケットの受信を行うために無線送信装置および無線受信装置に新たな送信処理機能および受信処理機能を設けることにより、通信方式に制限されないネットワークを構築する。
【００２６】
フレーム同期無線通信装置にフレーム非同期無線通信でネゴシエーション機能を持たせてネゴシエーションを確立し、それから非同期モードを同期モードに切り替えフレーム同期無線通信装置として通信を行うことができ、フレーム同期無線通信方式またはフレーム非同期無線通信方式の無線通信装置が同じ周波数チャネルを共有する環境においても、伝送効率を改善する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、発明の実施の形態を説明する。
本実施の形態による無線送信装置は、フレーム非同期無線通信装置がネットワークを構築している環境下、フレーム同期無線通信装置が同ネットワークに参入する手段や新たなシステム制御部を提供することで、通信方式に制限されないネットワークを構築するものであり、具体的には、フレーム同期無線通信装置にフレーム非同期無線通信でネゴシエーション機能を持たせてネゴシエーションを確立し、それから非同期モードを同期モードに切り替えフレーム同期無線通信装置として通信を行うものである。
【００２８】
以下に、本実施の形態を説明する。ここでは、フレーム同期無線通信方式とフレーム非同期無線通信方式の無線通信装置が同じ周波数チャネルを共有する環境において、ネゴシエーションの動作を行う場合を示す。
図１は、同期モードと非同期モードの切替動作を示すフローチャートである。
図１は、フレーム非同期無線通信装置がネットワークを構築している環境下で、フレーム同期無線通信装置が同ネットワークに参入する方法と、フレーム同期無線通信装置とフレーム同期無線通信が可能なフレーム非同期無線通信装置がネゴシエーションを行い、フレーム非同期無線通信装置をフレーム同期無線通信に切り替える方法について示している。本実施の形態では、動作をより具体化させるため、フレーム同期無線通信としてワイヤレス１３９４規格の動作を例に説明を行う。
【００２９】
まず、ネットワークに参入しようとするフレーム同期無線通信装置は、ステップＳ０で、同期方式でネゴシエーションをこころみる。フレーム非同期通信ネットワークを構成する端末が同期方式もサポートしており、同期方式のネゴシエーションが確立すればそのまま同期通信データ伝送を行う。
同期方式によりネゴシエーションを確立できなければステップＳ１で、同期検出部、制御部を非同期モードにセットする。具体的には、本実施の形態において、通信装置はフレーム非同期無線通信装置とデータのやりとりを行うことができる非同期モードと、フレーム同期無線通信装置とデータのやり取りを行うことができる同期モードという２種類の通信モードを有している。ただし、ハードウェア的に二重の構成を有するものではなく、制御部の処理により、同期モードと非同期モードを実現する。本実施の形態の通信装置は、始めに、フレーム非同期無線通信装置のネットワーク内でデータのやりとりを行っている状態とする。
【００３０】
ステップＳ２で、参入される側（もともと非同期通信ネットワークを構築していた端末）の端末を意味する受信側無線通信装置は、プリアンブルを検出し、非同期にフレームスタートパケット前半部を復調する。具体的には、フレーム非同期無線通信装置のネットワークにフレーム同期無線通信装置が参入した瞬間の動作であり、フレーム非同期無線通信装置は非同期パケットとしてフレーム同期情報を含んだパケットを受信する。例えば、ワイヤレス１３９４ではフレームスタートパケット（ＦＳＰ：Ｆｌａｍｅ  Ｓｔａｒｔ  Ｐａｃｋｅｔ）、ＨｉｐｅｒＬＡＮではＢＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）のパケットが本情報に相当する。本ステップでは、フレームスタートパケットの前半部のプリアンブル検出を行い、同前半部の復調を行う。
【００３１】
ステップＳ３で、受信側無線通信装置は、前半部のパリティを確認したか否かを判断する。具体的には、フレームスタートパケットの前半部のパリティ（ＣＲＣ：Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）結果を確認し、ＣＲＣ結果に問題がなければステップＳ４へ移行し、ＣＲＣ結果が不可であればステップＳ２へ戻る。
【００３２】
ステップＳ４で、受信側無線通信装置は、フレームスタートパケット後半部を復調する。ステップＳ５で、後半部のパリティを確認したか否かを判断する。具体的には、フレームスタートパケットの後半部のパリティ（ＣＲＣ）結果を確認し、ＣＲＣ結果に問題がなければステップＳ６へ移行し、ＣＲＣ結果が不可であればステップＳ２へ戻る。
【００３３】
ステップＳ６で、受信側無線通信装置は、同期通信方式のプロトコルに参入するステーションパケットを探す。具体的には、フレームスタートパケット前半部を解析し、参入する際のステーションシンクパケット（ＳＳＰ：Ｓｔａｔｉｏｎ
Ｓｙｎｃ  Ｐａｃｋｅｔ）送信位置を把握する。
【００３４】
ステップＳ７で、受信側無線通信装置は、フレームスタートパケットを受信し、ステーションシンクパケットを送信する。具体的には、適当なタイミングでステーションシンクパケットを送信する。ワイヤレス１３９４規格の通信装置は、他の同規格準拠の通信装置の存在をステーションシンクパケットを介して知ることができるため、本ステップによって、ステーションシンクパケットを送信したハブ（Ｈｕｂ（ワイヤレス１３９４ネットワーク上の親機））は、他のワイヤレス１３９４規格の通信装置の存在を把握することができる。また、本ステップは、ステップＳ６でフレームスタートパケットを受信したフレームと同フレームでも次のフレームでもよい。
【００３５】
ステップＳ８で、ネットワークに参入しようとする無線通信装置は、同期検出部、ＴＢＣを同期モードにセットする。具体的には、ネットワーク内のワイヤレス１３９４規格の通信装置がフレーム同期無線通信装置に切り替わるステップである。
【００３６】
ステップＳ９で、フレームスタートパケットが所定時間にあるか否かを判断する。ステップＳ９でフレームスタートパケットが所定時間にあるときは、ステップＳ１へ戻って、ステップＳ１〜ステップＳ１０までの処理および判断を繰り返す。ステップＳ９でフレームスタートパケットが所定時間にないときは、終了する。
【００３７】
本実施の形態の参入手段を別の図２で説明する。Ｔ２１時点で、参入しようとする無線通信装置１１が非同期のタイミングでＦＳＰ１３を参入される側の無線通信装置１２へ送信する。Ｔ２２時点で、参入される側の無線通信装置１２は、ＦＳＰ１３を受信する。さらに、参入しようとする無線通信装置１１は、所定のタイミングの後、Ｔ２３時点で、ＳＳＰ１４を参入される側の無線通信装置１２へ送信する。なお、所定タイミングは各規格により異なる。Ｔ２４時点で、参入される側の無線通信装置１２は、ＳＳＰ１４を受信する。ＳＳＰ１４を受信した参入される側の無線通信装置１２は、所定のタイミングの後、Ｔ２５時点で、ＳＳＰ１５を参入する側の無線通信装置１１へ送信する。Ｔ２６時点で、ＳＳＰ１５を受信した参入しようとする無線通信装置１１は、同期通信方式で通信可能であることを知り、１６で示すように同期通信を開始する。
【００３８】
以上が、フレーム非同期無線通信装置がネットワークを構築している環境下、フレーム同期無線通信装置が同ネットワークに参入する手段であるが、本実施の形態は上述に限られるものではない。例えば、本実施の形態をより具体化させるため、ワイヤレス１３９４規格の動作について説明したが、他の規格（または他の独自方式）に適用しても良い。周波数帯域５ＧＨｚ帯を使用した他のフレーム同期通信方式として、ＨｉｐｅｒＬＡＮなどがある。さらに、上述したステップＳ２〜ステップＳ５において、復調処理とパリティ確認の処理は順不同でもよい。実際には、ステップＳ２でプリアンブル検出後に行うデータの復調処理はフレームスタートパケット全てを連続して行う可能性が高い。
【００３９】
本実施の形態では、周波数帯域で５ＧＨｚ帯を使用したが、これに限定されるものではない。例えば、日本では２．４ＧＨｚ帯や２５ＧＨｚ帯または６０ＧＨｚ帯でも同期通信方式または非同期通信方式が使用される可能性が高い。
【００４０】
また、ＨｉｐｅｒＬＡＮでは、ＢＣＨの情報は前半部、後半部に分かれていないため、パリティチェックは１度のみとなるため、ステップＳ４、ステップＳ５は不要となる。また、ステップＳ７において、ＨｉｐｅｒＬＡＮの場合、ステップＳ６がフレーム情報（ＢＣＨ）を受信した同フレームに処理を行わなければならない。また、ステップＳ１、ステップＳ８において、同期検出部、ＴＢＣのモジュールのみモード切替を行っているが、ハードウエア構成によってこれらのモードを持つモジュールは変わるため、これに限られないものとする。
【００４１】
フレーム同期無線通信装置とフレーム非同期無線通信装置が同一周波数チャネルを共有する環境において、本実施の形態に適用される送信装置について説明する。本実施の形態をより具体化させるため、フレーム非同期無線通信用パケットとしてＩＥＥＥ８０２．１１ａパケット、フレーム同期無線通信用パケットとしてワイヤレス１３９４パケットを例として挙げる。
【００４２】
図３は本実施の形態に適用される送信装置の制御部の制御動作（送信処理）を示す図である。図３は、図１の動作を実現することができる送信装置側の制御部の構成を示すブロック図である。
【００４３】
図３において、ＭＡＣ受信部２１は図１３に示した受信装置１４０のＭＡＣ受信部１３６と同等の機能を有するものであり、同期検出部２２は、図１３に示した受信装置１４０の同期検出部１３１と同等の機能を有するものであり、制御部２３は図１３に示した送信装置１２０の制御部１２８に対応するものであり、ＭＡＣ送信部２４は図１３に示した送信装置１２０のＭＡＣ送信部１２１と同等の機能を有するものである。
【００４４】
ＭＡＣ受信部２１は図１３に示した送信装置１２０のＭＡＣ送信部１２１で付加されたＥＣＣを検出してエラー訂正を行った後に、受信データ系列の解析を行う。ＭＡＣ受信部２１は、この受信データ系列の解析後、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ用パケットかまたはワイヤレス１３９４用ステーションシンクパケットかを判別し、同期検出部２２へパケット情報Ｉ１を通知する。また、ＭＡＣ受信部２１は、ＣＲＣ結果Ｉ４を制御部２３へ通知する。
【００４５】
次に、同期検出部２２は、受信信号系列の中から受信部のＦＦＴ部がＦＦＴ演算を施すデータの切れ目やフレームの切れ目を検出する。ただし、本実施の形態では、同期検出部２２は、ＭＡＣ受信部２１から通知されたパケット情報Ｉ１ををもとに、同期モードまたは非同期モードを選択して、制御部２３へ同期モード情報Ｉ２−１または非同期モード情報Ｉ２−２を供給する機能を有する。
【００４６】
制御部２３は、フレーム同期用のフレーム間隔をカウントする第１カウンタ部２５と、フレーム間隔よりも短い間隔をカウントする第２カウンタ部２６と、ＣＲＣ結果Ｉ４をもとに受信信号のパケットの種類を識別するパケット種類識別部２７と、パケット種類結果Ｉ５により送信許可信号Ｉ６を出力する送信許可部２８とを有して構成される。制御部２３は、同期検出部２２から供給された同期モード情報Ｉ２−１または非同期モード情報Ｉ２−２をもとにパケットを送信するための送信制御を行うものである。
【００４７】
パケット種類識別部２７は、フレーム同期無線通信方式部がデータの送受信を行う際に、各パケットについての種類や時間軸上の位置、パケット数、パケット長を一時的に保存する。パケット種類識別部２７は、レジスタとフレームの長さ分だけ進めることができるタイマーとを有して構成される。このレジスタは、ソフトウエアによってセットされ、セットされたレジスタ値に対して、このタイマーによる計時を参照しながら、パケットの種類を判断して、パケット種類結果Ｉ５を送信許可部２８に出力する。
【００４８】
第１のカウンタ部２５は、同期モード情報Ｉ２−１の供給に対応して動作を開始し、フレーム同期用にフレーム間隔をカウントしてカウント値Ｉ３−１を出力する。第２のカウンタ部２６は、非同期モード情報Ｉ２−２の供給に対応して動作を開始し、フレーム非同期用にフレーム同期用のフレーム間隔よりも比較的短い間隔をカウントしてカウント値Ｉ３−２を出力する。なお、第１のカウンタ部２５と第２のカウンタ部２６とが同時に動作することはない。
【００４９】
送信許可部２８は、パケット種類結果Ｉ５と第１のカウンタ部２５のカウント値Ｉ３−１および第２のカウンタ部２６のカウント値Ｉ３−２とを比較して、送信すべき情報をアクティブするための送信許可信号Ｉ６をＭＡＣ送信部２４に供給する。ＭＡＣ送信部２４は送信許可信号Ｉ６により送信すべき情報がアクティブになったとき初めてフレームの送信処理を開始する。
【００５０】
これにより、フレーム非同期無線通信装置がネットワークを構築している環境下、フレーム同期無線通信装置が同ネットワークに参入するためのステーションシンクパケットの送信やフレームスタートパケットの受信を行うために無線送信装置に新たな制御部２３を設けることにより、通信方式に制限されないネットワークを構築することができる。具体的には、フレーム同期無線通信装置にフレーム同期無線通信方式部およびフレーム非同期無線通信方式部といった複数の通信方式部を実装し、まずフレーム非同期無線通信でネゴシエーションを行い、それから非同期モードを同期モードに切り替えフレーム同期無線通信装置として通信を行うことができ、フレーム同期無線通信方式またはフレーム非同期無線通信方式の無線通信装置が同じ周波数チャネルを共有する環境においても、伝送効率を改善することができる。
【００５１】
図４は本実施の形態に適用される受信装置の制御部の制御動作（受信処理）を示すブロック図である。図４は、図１の動作を行うことができる受信装置側の制御部の構成を示すブロック図である。
【００５２】
図４において、同期検出部３１は、図３に示した送信装置の同期検出部２１と同等の機能を有するものものであり、制御部３２は図３に示した送信装置の制御部２３に対応するものであり、第１のカウンタ部３４は図３に示した送信装置の第１のカウンタ部２５と同等の機能を有するものであり、第２のカウンタ部３５は図３に示した送信装置の第２のカウンタ部２６と同等の機能を有するものであり、パケット種類識別部３６は図３に示した送信装置のパケット種類識別部２７と同等の機能を有するものであり、受信許可部３７は図３に示した送信装置の送信許可部２８に対応するものである。また、ＦＦＴ部３３は、図１３に示した受信装置のＦＦＴ部１３２と同等の機能を有するものである。
【００５３】
まず、同期検出部３１は、受信信号系列の中から受信部のＦＦＴ部３３がＦＦＴ演算を施すデータの切れ目やフレームの切れ目を検出する。さらに、本実施の形態では、同期検出部３１は、受信信号系列の既知信号の種類に応じて、同期モードまたは非同期モードのモード切替を行い、制御部３２へ同期モード情報Ｉ１１−１または非同期モード情報Ｉ１１−２を供給する機能を有する。
【００５４】
制御部３２は、フレーム同期用のフレーム間隔をカウントする第１カウンタ部３４と、フレーム間隔よりも短い間隔をカウントする第２カウンタ部３５と、第１のカウンタ部３４のカウント値Ｉ１２−１および第２のカウンタ部３５のカウント値Ｉ１２−２をもとに受信信号のパケットの種類を識別するパケット種類識別部３６と、パケット種類結果Ｉ１３により受信許可信号Ｉ１４を出力する受信許可部３７とを有して構成される。制御部３２は、同期検出部３１から供給された同期モード情報Ｉ１１−１または非同期モード情報Ｉ１１−２をもとにパケットを受信するための受信制御を行うものである。
【００５５】
パケット種類識別部３６は、フレーム同期無線通信方式部がデータの受信を行う際に、各パケットについての種類や時間軸上の位置、パケット数、パケット長を一時的に保存する。パケット種類識別部３６は、レジスタとフレームの長さ分だけ進めることができるタイマーとを有して構成される。このレジスタは、ソフトウエアによってセットされ、セットされたレジスタ値に対して、このタイマーによる計時を参照しながら、パケットの種類を判断して、パケット種類結果Ｉ１３を受信許可部３７に出力する。
【００５６】
第１のカウンタ部３４は、同期モード情報Ｉ１１−１の供給に対応して動作を開始し、フレーム同期用にフレーム間隔をカウントしてカウント値Ｉ１２−１を出力する。第２のカウンタ部３５は、非同期モード情報Ｉ１１−２の供給に対応して動作を開始し、フレーム非同期用にフレーム同期用のフレーム間隔よりも比較的短い間隔をカウントしてカウント値Ｉ１２−２を出力する。なお、第１のカウンタ部３４と第２のカウンタ部３５とが同時に動作することはない。
【００５７】
受信許可部３７は、パケット種類結果Ｉ１３と第１のカウンタ部３４のカウント値Ｉ１２−１および第２のカウンタ部３５のカウント値Ｉ１２−２とを比較して、受信すべき情報をアクティブするための受信許可信号Ｉ１４をＦＦＴ部３３に供給する。ＦＦＴ部３３は受信許可信号Ｉ１４により受信すべき情報がアクティブになったとき初めて高速フーリエ変換により受信処理を開始する。
【００５８】
これにより、フレーム非同期無線通信装置がネットワークを構築している環境下、フレーム同期無線通信装置が同ネットワークに参入するためのステーションシンクパケットの送信やフレームスタートパケットの受信を行うために無線受信装置に新たな制御部３２を設けることにより、通信方式に制限されないネットワークを構築することができる。具体的には、フレーム同期無線通信装置にフレーム同期無線通信方式部およびフレーム非同期無線通信方式部といった複数の通信方式部を実装し、まずフレーム非同期無線通信でネゴシエーションを行い、それから非同期モードを同期モードに切り替えフレーム同期無線通信装置として通信を行うことができ、フレーム同期無線通信方式またはフレーム非同期無線通信方式の無線通信装置が同じ周波数チャネルを共有する環境においても、伝送効率を改善することができる。
【００５９】
また、本実施の形態は、上述したものだけに限定されるものではなく、例えば、フレーム非同期無線通信方式用パケットとしてＩＥＥＥ８０２．１１ａ用パケット、フレーム同期無線通信方式用パケットとしてワイヤレス１３９４パケットを例にした動作について説明したが、上述した規格に限定されない。フレーム非同期無線通信方式用パケットおよびフレーム同期無線通信方式用パケットとも独自方式を用いても良い。
【００６０】
さらに、図３に示した同期検出部２２において、ＭＡＣ受信部２１からのパケット情報Ｉ１をもとに、モード切替を行う例を示したが、これに限らず、ＭＡＣ受信部２１からのパケット情報Ｉ１を直接制御部２３に供給するようにしても良い。
【００６１】
また、図３に示した第１カウンタ部２５、第２カウンタ部２６の配置は順不同とする。さらに、送信許可部２８はＭＡＣ送信部２４だけを制御するだけでなく、図１３に示した送信装置１２０のＭＡＣ送信部１２１から畳み込み部１２２、インターリーバ１２３、変調部１２４およびＩＦＦＴ部１２５までの送信処理をすべて制御するようにしても良い。
【００６２】
また、図４に示した同期検出部３１において、種類の異なる既知信号を用いてモード切替を行う例を示したが、これに限らず、例えば、受信データを解析し、フレームスタートパケットの内容を確認した後に、モード切替を行うようにしても良い。
【００６３】
また、図４に示した第１カウンタ部３４、第２カウンタ部３５の配置は順不同とする。さらに、受信許可部３７はＦＦＴ部３３だけを制御するだけでなく、図１３に示した受信装置１４０の同期検出部１３１からＦＦＴ部１３２、復調部１３３、デインターリーバ１３４、ビタビ復号部１３５およびＭＡＣ受信部１３６までの受信処理をすべて制御するようにしても良い。
【００６４】
図５は第１カウンタ部および第２カウンタ部の動作を示す図である。
まず、同期検出部および制御部を非同期モードにセットする。図５Ｂに示すフレーム非同期通信に用いられる第２カウンタ部の動作において、フレーム周期のＴ０〜Ｔ５に対して、Ｔ０時点からＴ１時点までの期間に制御局から各通信局に下り管理情報を伝送するフレームスタートパケットの検出を行う。
【００６５】
ここで、フレームスタートパケットが検出されたら、フレーム同期無線通信を開始したい旨の情報を記載したステーションシンクパケットを制御局に送信して、同期検出部および制御部をフレーム同期モードにモード切替を行う。
【００６６】
そこで、図５Ａに示すフレーム同期無線通信に用いられる第１カウンタ部の動作において、フレーム周期のＴ０〜Ｔ５に対して、Ｔ１時点からＴ５時点までの期間にフレームスタートパケットの検出を行い、フレームスタートパケットが検出されたら、フレーム同期モードで情報伝送パケットを送信してフレーム同期無線通信を行う。フレームスタートパケットが検出されなくなったら、同期検出部および制御部を非同期モードにセットする。
【００６７】
図５Ｂに示すフレーム非同期無線通信に用いられる第２カウンタ部の動作において、フレーム周期のＴ５〜Ｔ１０に対して、Ｔ５時点からＴ６時点までの期間に制御局から各通信局に下り管理情報を伝送するフレームスタートパケットの検出を行う。
【００６８】
ここで、フレームスタートパケットが検出されたら、フレーム同期無線通信を開始したい旨の情報を記載したステーションシンクパケットを送信して、同期検出部および制御部をフレーム同期モードにモード切替を行う。
【００６９】
そこで、図５Ａに示すフレーム同期無線通信に用いられる第１カウンタ部の動作において、フレーム周期のＴ５〜Ｔ１０に対して、Ｔ６時点からＴ１０時点までの期間にフレームスタートパケットの検出を行い、フレームスタートパケットが検出されたら、フレーム同期モードで情報伝送パケットを送信してフレーム同期無線通信を行う。フレームスタートパケットが検出されなくなったら、同期検出部および制御部を非同期モードにセットする。
【００７０】
図５Ｂに示すフレーム非同期無線通信に用いられる第２カウンタ部の動作において、フレーム周期のＴ１０〜Ｔ１５に対して、Ｔ１０時点からＴ１１時点までの期間に制御局から各通信局に下り管理情報を伝送するフレームスタートパケットの検出を行う。
【００７１】
ここで、フレームスタートパケットが検出されたら、フレーム同期無線通信を開始したい旨の情報を記載したステーションシンクパケットを送信して、同期検出部および制御部をフレーム同期モードにモード切替を行う。
【００７２】
そこで、図５Ａに示すフレーム同期無線通信に用いられる第１カウンタ部の動作において、フレーム周期のＴ１０〜Ｔ１５に対して、Ｔ１１時点からＴ１５時点までの期間にフレームスタートパケットの検出を行い、フレームスタートパケットが検出されたら、フレーム同期モードで情報伝送パケットを送信してフレーム同期無線通信を行う。フレームスタートパケットが検出されなくなったら、同期検出部および制御部を非同期モードにセットする。
【００７３】
これにより、フレーム非同期モードで通信のネゴシエーションを行って、ネゴシエーションが完了した後に、フレーム同期モードにモード切替を行ってフレーム同期モードでフレーム同期無線通信を行うことにより、フレーム非同期無線通信方式対応の通信装置とフレーム同期無線通信方式対応の通信装置とが同一周波数チャネルを共有した環境においても伝送効率を低下させることなく効率の良い無線通信を行うことができる。
【００７４】
図６は、モード切替を示すフローチャートである。
図６において、ステップＳ２１で、既知信号の検出を行う。具体的には、制御部はフレームスタートパケットの検出を行う。このフレームスタートパケットは、フレーム同期無線通信を開始したい旨の情報を記載したステーションシンクパケットを反映した内容のものである。
【００７５】
ステップＳ２２で、同期モードか否かの判断を行う。具体的には、制御部は、フレームスタートパケットが、フレーム同期無線通信を開始したい旨の情報を記載したステーションシンクパケットを反映した内容のもの否かの判断を行う。ステップＳ２２で同期モードのときは、ステップＳ２３で、モード切替を行う。具体的には、同期検出部は同期モードから非同期モードにモード切替を行う。ステップＳ２２で同期モードでないときは、そのまま終了する。
【００７６】
図６は、非同期フレーム通信処理部と同期フレーム通信処理部の切替機能を示す制御部のブロック図である。
図６において、制御部６１は、非同期フレーム通信処理部６２と、同期フレーム通信処理部６３と、非同期フレーム通信処理部と同期フレーム通信処理部の切替を制御する切替制御部６４と、非同期フレーム通信処理部と同期フレーム通信処理部の切替を行う切替部６５、６６とを有して構成される。
【００７７】
非同期フレーム通信処理部６２は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格であり、同期フレーム通信処理部６３は、例えば、ワイヤレス１３９４規格、またはＨｉｐｅｒＬＡＮ２規格のものである。
【００７８】
まず、切替制御部６４は、切替部６５の可動接点ａを固定接点ｂに接続させると共に切替部６６の可動接点ａを固定接点ｂに接続させるように切り替える。これにより、制御部６１は非同期フレーム通信処理部６２による非同期モードにセットされる。非同期フレーム通信処理部６２による非同期モードのフレーム非同期無線通信の動作において、制御局から各通信局に下り管理情報を伝送するフレームスタートパケットの検出を行う。
【００７９】
ここで、フレームスタートパケットが検出されたら、フレーム同期通信を開始したい旨の情報を記載したステーションシンクパケットを制御局に送信して、切替制御部６４は、切替部６５の可動接点ａを固定接点ｃまたは固定接点ｄに接続させると共に切替部６６の可動接点ａを固定接点ｃまたは固定接点ｄに接続させるように切り替える。これにより、制御部６１はフレーム同期モードにモード切替を行って、同期フレーム通信処理部６３による同期モードにセットされる。
【００８０】
そこで、同期フレーム通信処理部６３による同期モードのフレーム同期通信の動作において、フレームスタートパケットの検出を行い、フレームスタートパケットが検出されたら、フレーム同期モードで情報伝送パケットを送信してフレーム同期無線通信を行う。フレームスタートパケットが検出されなくなったら、切替制御部６４は、切替部６５の可動接点ａを固定接点ｂに接続させると共に切替部６６の可動接点ａを固定接点ｂに接続させるように切り替える。これにより、制御部６１は、非同期フレーム通信処理部６２による非同期モードにセットされる。
【００８１】
なお、切替制御部６４には、図３に示した同期検出部２２または図４に示した同期検出部３１から同期モード情報Ｉ２−１または非同期モード情報Ｉ２−１が供給されていて、これに基づいて、切替部６５、６６の切替を制御している。また、端子６７は、図３に示した同期検出部２２または図４に示した同期検出部３１に接続され、端子６８は、図３に示したＭＡＣ送信部２４または図４に示したＦＦＴ部３３に接続される。
【００８２】
また、本実施の形態は、ワイヤレス１３９４とＨｉｐｅｒＬＡＮによる無線通信装置が同一周波数チャネルを共有した環境において、ワイヤレス１３９４の送信装置側の制御部の動作について説明したが、上述したものだけに限定されるものではなく、例えば、５ＧＨｚ帯の通信方式でなく、ＣＳＭＡによる制御を行う通信システムならばどの通信システムも対象になるものとする。
【００８３】
また、送信パケットが衝突してしまう相手の通信装置がフレーム同期無線通信方式対応の通信装置に限定されるものではなく、フレーム非同期無線通信方式対応の通信装置であってもよい。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格では、フレーム非同期無線通信方式による非同期パケット通信が行われるが、ある一定期間を見た場合、周期的なパケット通信、つまり、無信号区間にある周期性がある通信が行われる可能性がある。従って、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格のようなフレーム非同期無線通信方式対応の通信装置とフレーム同期無線通信方式対応の通信装置とが同一周波数チャネルを共有した環境においても本実施の形態を適用することができる。
【００８４】
図８は、フレーム同期通信のワイヤレス１３９４による無線伝送フレーム構成例を示す図である。ここでは、便宜的にフレームを規定して示しているが、このようなフレーム構造を取る必要は必ずしもない。図中、無線伝送路７０において、一定の伝送フレーム周期７１毎に到来する伝送フレームが規定されて、この中に管理情報伝送領域７２と情報伝送領域７３が設けられていることを表している。
【００８５】
このフレームの先頭にはフレーム同期やネットワーク共通情報の報知のための下り管理情報伝送区間７４（サイクルスタート（ＣＳ：Ｃｙｃｌｅ  Ｓｔａｒｔ））区間が配置され、これに続いて、必要に応じて時間情報補正伝送区間７５（サイクルレポート（ＣＲ：Ｃｙｃｌｅ  Ｒｅｐｏｒｔ））が配置され、さらに、局同期信号送受区間７６（ステーションシンク（ＳＳ：Ｓｔａｔｉｏｎ  Ｓｙｎｃ））が配置されている。
【００８６】
下り管理情報伝送区間（ＣＳ）は、ネットワークで共有する必要のある情報を、制御局から送信するために利用され、固定長領域と可変長領域とから成り立っている。
【００８７】
固定長領域では、可変長領域の長さを特定するために、局同期信号送受区間（ＳＳ）で送信される通信局の数の指定や、帯域予約伝送領域（ＲＳＶ）の数の指定が行われる。また、その可変長領域で、局同期送受区間（ＳＳ）で送信される通信局の指定や、帯域予約伝送領域（ＲＳＶ）の指定が行われる構造になっている。
【００８８】
この局同期信号送受区間（ＳＳ）は、所定の長さを有しており、ネットワークを構成する各通信局に対して、下り管理情報によって、送信する通信局がある程度の周期を持って割り当てられる構成が考えられている。
【００８９】
例えば、この局同期信号送受区間（ＳＳ）のうち、自局の送信部分以外の全てを受信することで、自局の周辺に存在する通信局との間の接続リンク状態の把握を行うことができる。
【００９０】
さらに、次の自局が局同期信号送受区間（ＳＳ）で送信する情報の中に、この接続リンク状況を報告し合うことで、ネットワークの接続状況を各通信局で、それぞれ把握させることができる構成としてある。
【００９１】
情報伝送領域７３は、必要に応じて設定される帯域予約伝送領域（ＲＳＶ：Ｒｅｓｅｒｖｅ）７７と、制御局が伝送制御を行う集中管理の非同期伝送領域（ＡＳＹ：Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ）７８と、制御局が伝送制御を行わない分散制御の未使用領域（ＮＵＡ：Ｎｏｔ  Ｕｓｉｎｇ  Ａｒｅａ）によって構成されている。
【００９２】
つまり、帯域予約伝送（ＲＳＶ）や、未使用領域（ＮＵＡ）の必要がなければ、情報伝送領域のすべてを集中管理の非同期伝送領域（ＡＳＹ）として伝送することができる。
【００９３】
このようなフレーム構造を採ることによって、帯域予約伝送領域（ＲＳＶ）では、例えばＩＥＥＥ１３９４フォーマットによって規定されるアイソクロナス（Ｉｓｏｃｈｒｏｎｏｕｓ）伝送が行われて、非同期伝送領域（ＡＳＹ）では、非同期（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ）伝送などが行える構成とすると好適である。
【００９４】
図９は、サイクルスタートパケットの構成例を示した図である。
このサイクルスタートパケットは、図８に示した下り管理情報伝送区間（ＣＳ）７４において、ネットワークの制御局から、ネットワーク上の全ステーションに対して送信される情報である。このサイクルスタートパケットは、上述したフレームスタートパケットに相当する。ここで、本実施の形態では、各通信局が同期モードによりフレーム同期無線通信を開始したい旨を記載したステーションシンクパケットの内容を反映したサイクルスタートパケットの内容とする。
【００９５】
このパケット構成としては、このフレームの開示時間を示す：サイクルタイム情報８１−１、このネットワークを識別するための：ネットワークＩＤ８１−２、このサイクルスタートパケット（ＳＳＰ）に含まされている情報を一斉に更新するまでのタイミングを示す情報更新カウンタ８１−３、ＳＳＰに含まれる情報の順番を示す：ＳＳＰカウンタ８１−４、ＳＳＰの送信周期を示す：ＳＳＰ周期８２−１、フレーム内に存在するＳＳＰの数を示す：ＳＳＰ数８２−２、現在の帯域予約情報数を示す：帯域予約情報数８２−３、フレームの終了位置を示す：フレーム終了ポインタ８２−４、任意の情報数を示す：可変長フレーム情報サイズ８２−５、そして、誤り検出のためのＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）８３によって、固定長の情報として配置される。
【００９６】
これに、ＳＳＰ数に応じて可変長となる：ステーション情報（＃１）８４−１、ステーション情報（＃２）８４−２、ステーション情報（＃３）８５−１、ステーション情報（＃４）８５−２、さらに、帯域予約数に応じて可変長となる：帯域予約情報（＃１）８６、帯域予約情報（＃２）８７、そして、誤り検出のためのＣＲＣ８８が、可変長の情報として配置される。ここで、本実施の形態では、ステーション情報（＃１）８４−１、ステーション情報（＃２）８４−２、ステーション情報（＃３）８５−１、ステーション情報（＃４）８５−２および帯域予約情報（＃１）８６、帯域予約情報（＃２）８７を用いて、各通信局が同期モードによりフレーム同期無線通信を開始したい旨を記載したステーションシンクパケットの内容を反映した内容とする。
【００９７】
図１０は、ステーションシンクパケットの構成例を示す図である。
このステーションシンクパケットは、図８に示した局同期情報送受区間（ＳＳ）７６において、ＣＳＰのステーション情報にて指定を受けたステーション（通信局）が、制御局や周辺の通信局に対して送信される情報である。ここで、本実施の形態では、各通信局が同期モードによりフレーム同期無線通信を開始したい旨をこのステーションシンクパケットに記載する。
【００９８】
このパケットの構成としては、制御局に対して休眠状態に入ることを通知する：スリープモードの要求９１−１、アクセス制御権の優先順位の指定を行う：アクセス制御優先順位９１−２、このステーションの情報処理能力を表す：ステーション能力９１−３、それに、他のステーションとの接続リンク情報：ステーション（Ｓｔａｔｉｏｎ＃１）受信品質９２−１、ステーション（＃２）受信品質９２−２、ステーション（＃３）受信品質９２−３、ステーション（＃４）受信品質９２−４、ステーション（＃５）受信品質９３−１、ステーション（＃６）受信品質９３−２、ステーション（＃７）受信品質９３−３、ステーション（＃８）受信品質９３−４と、誤り検出のためのＣＲＣ９４で構成されている。ここで、本実施の形態では、アクセス制御優先順位９１−２、ステーション能力９１−３を用いて、各通信局が同期モードによりフレーム同期無線通信を開始したい旨をこのステーションシンクパケットに記載する。
【００９９】
図１１は、フレーム同期通信のＨｉｐｅｒＬＡＮのフレーム構成例を示す図である。
図１１において、ＭＡＣフレーム（２ｍｓ）１０１は、ＢＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ｃｈａｎｎｅｌ）１０２と、ＦＣＨ（Ｆｒａｍｅ  ｃｈａｎｎｅｌ）１０３と、ＡＣＨ（Ａｃｃｅｓｓ  ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｃｈａｎｎｅｌ）１０４と、ダウンリンク（Ｄｏｗｎ−ｌｉｎｋ）（ＳＣＨ：Ｓｈｏｒｔ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｃｈａｎｎｅｌ）（ＬＣＨ：Ｌｏｎｇ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｃｈａｎｎｅｌ）１０５と、アップリンク（Ｕｐ−ｌｉｎｋ）（ＳＣＨ）（ＬＣＨ）１０６と、ＲＣＨ（Ｒａｎｄａｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｃｈａｎｎｅｌ）１０７と、空き１０８とを有して構成される。
【０１００】
ＢＣＨ１０２は、報知チャネルであり、下り方向に用いられ、該当する無線ゾーン全体に報知情報を転送する。ＦＣＨ１０３は、フレームチャネルである、下り方向に用いられ、ＭＡＣフレームの構造に関する情報のみを転送する。ダウンリンク（Ｄｏｗｎ−ｌｉｎｋ）１０５のＳＣＨは、下りおよび上り方向に用いられ、ＢＣＨ，ＦＣＨ，ＡＣＨおよびＲＣＨ以外のすべての情報を転送する。アップリンク（Ｕｐ−ｌｉｎｋ）１０６のＬＣＨは、下りおよび上り方向に用いられ、ＢＣＨ，ＦＣＨ，ＡＣＨおよびＲＣＨ以外のすべての情報を転送する。ＲＣＨ１０７は、上り方向に用いられ、ランダムアクセス時のリソース要求などを転送する。ＡＣＨ１０４は、下り方向に用いられ、ランダムアクセスの結果（成功・失敗）を転送する。
【０１０１】
図１２は、フレーム非同期通信のＩＥＥＥ８０２．１１ａのパケット形式を示す図であり、図１２Ａは制御パケット（ＲＴＳ）、図１２Ｂは制御パケット（ＣＴＳ）、図１２Ｃは一般的なアクセス制御層のパケット、図１２Ｄは無線パケット、図１２Ｅは無線ヘッダである。
【０１０２】
図１２Ａに示す制御パケット（ＲＴＳ）は、フレーム制御１１１−１と、媒体占有時間１１１−２と、宛先アドレス１１１−３と、発信アドレス１１１−４と、フレーム検査（ＣＲＣ３２）１１１−５とを有して構成される。
【０１０３】
図１２Ｂに示す制御パケット（ＣＴＳ）は、フレーム制御１１２−１と、媒体占有時間１１２−２と、宛先アドレス１１２−３と、フレーム検査（ＣＲＣ３２）１１２−４とを有して構成される。
【０１０４】
図１２Ｃに示す一般的なアクセス制御層のパケットは、フレーム制御１１３−１と、媒体占有時間１１３−２と、セルＩＤ１１３−３と、宛先アドレス１１３−４と、発信アドレス１１３−５と、シーケンス番号１１３−６と、フラグメント番号１１３−７と、アドレス１１３−８と、情報フィールド１１３−９と、フレーム検査（ＣＲＣ３２）１１３−１０とを有して構成される。
【０１０５】
図１２Ｄに示す無線パケットは、無線ヘッダ１１４−１と、アクセス制御パケット１１４−２とを有して構成される。
【０１０６】
図１２Ｅに示す無線ヘッダは、プリアンブル１１５−１と、フレーム同期１１５−２と、信号１１５−３と、サービス１１５−４と、ＭＡＣフレーム長１１５−５と、フレーム検査（ＣＲＣ１６）１１５−６とを有して構成される。
【０１０７】
上述した本実施の形態によれば、フレーム非同期無線通信方式の無線通信装置がネットワークを構築している環境下、フレーム同期無線通信方式の無線通信装置が同ネットワークに参入するための手段およびフレーム同期無線通信方式部およびフレーム非同期無線通信方式部といった複数の通信方式部を実装したフレーム同期無線通信方式の無線通信装置とフレーム非同期無線通信方式の無線通信装置がネゴシエーションを行い、非同期モードを同期モードに切り替えるモード切替手段を設けることにより、通信方式に制限されないネットワークを構築することができ、フレーム同期無線通信方式またはフレーム非同期無線通信方式の無線通信装置が同じ周波数チャネルを供給する環境においても、伝送効率を改善した送信装置を提供することができる。
【０１０８】
なお、上述した本実施の形態は、フレーム同期無線通信方式としてワイヤレス１３９４規格に限定されるものではなく、ＨｉｐｅｒＬＡＮ規格でもその他の規格の通信システムに適用しても良い。
【０１０９】
本実施の形態では、周波数帯域で５ＧＨｚ帯を使用したが、これに限定されるものではない。例えば、日本では２．４ＧＨｚ帯や２５ＧＨｚ帯または６０ＧＨｚ帯でも同期通信方式または非同期通信方式が使用される可能性が高い。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明の通信方法によれば、フレーム非同期無線通信方式の無線通信装置がネットワークを構築している環境下、フレーム同期無線通信方式の無線通信装置が同ネットワークに参入するためのステップ、およびフレーム同期無線通信ステップおよびフレーム非同期無線通信ステップといった複数の通信方式を実装したフレーム同期無線通信方式の無線通信装置とフレーム非同期無線通信方式の無線通信装置がネゴシエーションを行い、非同期モードを同期モードに切り替えるモード切替ステップを設けることにより、通信方式に制限されないネットワークを構築することができ、フレーム同期無線通信方式またはフレーム非同期無線通信方式の無線通信装置が同じ周波数チャネルを共有する環境においても、伝送効率を改善した通信方法を提供することができるという効果を奏する。
【０１１１】
また、本発明の無線送信装置によれば、フレーム非同期無線通信方式の無線通信装置がネットワークを構築している環境下、フレーム同期無線通信方式の無線通信装置が同ネットワークに参入するネットワーク参入情報伝送手段およびフレーム同期無線通信方式部およびフレーム非同期無線通信方式部といった複数の通信方式部を実装したフレーム同期無線通信方式の無線通信装置とフレーム非同期無線通信方式の無線通信装置がネゴシエーションを行い、非同期モードを同期モードに切り替えるモード切替手段を設けることにより、通信方式に制限されないネットワークを構築することができ、フレーム同期無線通信方式またはフレーム非同期無線通信方式の無線通信装置が同じ周波数チャネルを共有する環境においても、伝送効率を改善した無線送信装置を提供することができるという効果を奏する。
【０１１２】
また、本発明の無線送信装置は、上述において、フレームカウンタ制御手段は、割り込み処理によってソフトウエアを立ち上げる中央演算処理手段と、割り込みのタイミングを一時蓄積する割り込みタイミング蓄積手段とを有し、選択されたフレームカウンタと割り込みタイミング蓄積手段に蓄積された情報とを比較し、割り込み処理を実行するので、フレーム周期内に無駄な時間を有することなく、非同期モードにおけるネゴシーエーション時のパケット検出および同期モードにおける通信時のパケット検出をすることができるという効果を奏する。
【０１１３】
また、本発明の無線受信装置によれば、フレーム非同期無線通信方式の無線通信装置がネットワークを構築している環境下、フレーム同期無線通信方式の無線通信装置が同ネットワークに参入する情報を受信するネットワークパケット構成情報伝送手段およびフレーム同期無線通信方式部およびフレーム非同期無線通信方式部といった複数の通信方式部を実装したフレーム同期無線通信方式の無線通信装置とフレーム非同期無線通信方式の無線通信装置がネゴシエーションを行い、非同期モードを同期モードに切り替えるモード切替手段を設けることにより、通信方式に制限されないネットワークを構築することができ、フレーム同期無線通信方式またはフレーム非同期無線通信方式の無線通信装置が同じ周波数チャネルを共有する環境においても、伝送効率を改善させた無線受信装置を提供することができるという効果を奏する。
【０１１４】
また、本発明の無線受信装置は、上述において、受信信号系列からデータを復号し、データ解析を行う受信処理手段を有し、通信モード管理手段は、受信処理手段を用いて解析したデータ情報によりモード切替を行うので、受信データを解析し、フレームスタートパケットの内容を確認した後に、モード切替を行うことができるという効果を奏する。
【０１１５】
また、本発明の無線受信装置は、上述において、通信モード管理手段は、同期検出手段を用いて解析したデータ情報によりモード切替を行うので、同期検出部により、受信信号系列の既知信号の種類に応じて、同期モードまたは非同期モードのモード切替を行うことができるという効果を奏する。
【０１１６】
また、本発明の無線受信装置は、上述において、フレームカウンタ制御手段は、割り込み処理によってソフトウエアを立ち上げる中央演算処理手段と、割り込みのタイミングを一時蓄積する割り込みタイミング蓄積手段とを有し、選択されたフレームカウンタと割り込みタイミング蓄積手段に蓄積された情報とを比較し、割り込み処理を実行することにより、フレーム周期内に無駄な時間を有することなく、非同期モードにおけるネゴシーエーション時のパケット検出および同期モードにおける通信時のパケット検出をすることができるという効果を奏する。
【０１１７】
また、本発明の通信システムによれば、フレーム非同期無線通信方式の無線通信装置がネットワークを構築している環境下、フレーム同期無線通信方式の無線通信装置が同ネットワークに参入するための構成およびフレーム同期無線通信方式部およびフレーム非同期無線通信方式部といった複数の通信方式部を実装したフレーム同期無線通信方式の無線通信装置とフレーム非同期無線通信方式の無線通信装置がネゴシエーションを行い、非同期モードを同期モードに切り替えるモード切替手段を設けることにより、通信方式に制限されないネットワークを構築することができ、フレーム同期無線通信方式またはフレーム非同期無線通信方式の無線通信装置が同じ周波数チャネルを共有する環境においても、伝送効率を改善した通信システムを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】同期モードと非同期モード切替動作を示すフローチャートである。
【図２】参入手段を示すタイムチャートである。
【図３】本実施の形態に適用される送信装置の制御部の制御動作（送信処理）を示すブロック図である。
【図４】受信装置の制御部の制御動作（受信処理）を示すブロック図である。
【図５】第１カウンタ部および第２カウンタ部の動作を示す図であり、図５Ａは第１カウンタ部、図５Ｂは第２カウンタ部である。
【図６】モード切替を示すフローチャートである。
【図７】非同期フレーム通信処理部と同期フレーム通信処理部の切替機能を示すＴＢＣのブロック図である。
【図８】ワイヤレス１３９４の無線伝送フレーム構成例を示す図である。
【図９】サイクルスタートパケットの構成例を示す図である。
【図１０】ステーションシンクパケットの構成例を示す図である。
【図１１】ＨｉｐｅｒＬＡＮ２のフレーム構成例を示す図である。
【図１２】ＩＥＥＥ８０２．１１ａのパケット形式を示す図であり、図１２Ａは制御パケット（ＲＴＳ）、図１２Ｂは制御パケット（ＣＴＳ）、図１２Ｃは一般的なアクセス制御層のパケット、図１２Ｄは無線パケット、図１２Ｅは無線ヘッダである。
【図１３】従来の送受信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１……参入する側の無線通信装置、１２……参入される側の無線通信装置、１３……ＦＳＰ、１４……ＳＳＰ、１５……ＳＳＰ、１６……同期通信開始、２１……ＭＡＣ受信部、２２……同期検出部、２３……ＴＢＣ部、２４……ＭＡＣ送信部、２５……第１カウンタ部、２６……第２カウンタ部、２７……パケット種類識別部、２８……送信許可部、３１……同期検出部、３２……ＴＢＣ部、３４……第１カウンタ部、３５……第２カウンタ部、３６……パケット種類識別部、３７……受信許可部、３３……ＦＦＴ部、６１……ＴＢＣ部、６２……非同期フレーム通信方式部、６３……同期フレーム通信方式部、６４……切替制御部、６５……切替部、６６……切替部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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