(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の無線ユニットから夫々第１及び第２受信信号を受け、他の無線ユニットに第１の送信信号を送信する無線装置において、
前記第１及び第２の受信信号をセンスして受信モードに設定され、この受信モードにおいて、他の無線ユニットから夫々第１及び第２受信信号を受信する第１及び第２の受信モジュールを含む受信部と、
前記第１及び第２の受信信号の受信の終了に応答して受信終了信号を発生する応答部と、
送信モードにおいて、第１の送信信号を送信し、受信モードにおいて、第１の送信信号の送信を禁じる第１の送信モジュールを含み、送信モードにおいて、待機状態に維持されてこの第１の送信信号の送信を待機する送信部と、及び
送信部に第１の送信信号の送信を可能とする可能部であって、前記送信部を受信終了信号に応答して受信モードから送信モードに切り換えて待機状態に維持し、第１の送信信号の送信がこの待機状態で開始される可能部と、
を具備することを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記送信部は、送信モードにおいて第２の送信信号を送信し、受信モードにおいて、第２の送信信号の送信を禁じる第２の送信モジュールを含み、前記送信部は、送信モードにおいて、待機状態に維持されてこの第２の送信信号の送信を待機することを特徴とする請求項１の無線装置。
【請求項３】
同一のデータサイズを有し、夫々前記第１及び第２の送信モジュールに供給される第１及び第２の送信信号の供給を制御して第１及び第２の送信モジュールへの送信を同一タイミングで終了させる送信制御部を更に具備することを特徴とする請求項２の無線装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の受信データは、この受信データの受信に要する受信期間情報を含み、
前記受信終了応答部は、
複数の前記受信モジュールで受信した受信データに含まれる時間情報に基づいて、各受信モジュールの受信終了時刻のうち時間的に最も遅い受信終了時刻を検出する時刻検出部と、
現在時刻が前記最大受信終了時刻に達したときに、全ての前記受信モジュールの受信終了を前記送信許可部に通知する受信終了通知部と、
から構成されることを特徴とする請求項１の無線装置。
【請求項５】
第１及び第２のアンテナ素子と、
このアンテナ素子及び第１及び第２の受信モジュール間に接続され、このアンテナ素子のそれぞれで受信した信号に各々重み付けして合成することで指向性を有するアンテナビームを形成するビーム形成回路と、
を更に具備することを特徴とする請求項１の無線装置。
【請求項６】
第１及び第２のアンテナ素子と、
このアンテナ素子及び第１及び第２の送信モジュール間に接続され、このアンテナ素子のそれぞれから送信する信号に各々重み付けすることで指向性を有するアンテナビームを形成するビーム形成回路と、
を更に具備することを特徴とする請求項１の無線装置。
【請求項７】
CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance）プロトコルを用い競合アクセス制御を実行して第１及び第２の無線ステーション装置と当該無線装置との間で第１及び第２のチャネルの無線信号を送受信する無線装置において、
第１のチャネルの無線信号でデータパケットを送受信する第１の無線モジュール部と、
第２のチャネルの無線信号でデータパケットを送受信する第２の無線モジュール部と、
前記第１の無線モジュール部がデータパケットを受信している第１の受信モードにおいて、この第１の受信モードを検出して第２の無線モジュール部からのデータパケットの送信を不能にする制御部と、
を具備することを特徴とする無線装置。
【請求項８】
前記第１の無線モジュール部は、この第１の無線モジュール部がデータパケット受信中の受信モードであることを通知する受信モード通知部を含むことを特徴とする請求項７の無線装置。
【請求項９】
前記第１の無線モジュール部は、データパケットの受信完了後に応答パケットをあるタイミングで送信し、前記第２の無線モジュール部は、このタイミングで前記第２の無線モジュール部へのパケットデータの送信を許可する同期パケットを送信することを特徴とする請求項７の無線装置。
【請求項１０】
前記同期パケットは、前記第１の無線モジュール部が受信するデータパケットの受信開始時刻、受信時間長及び受信終了時刻の情報を含むことを特徴とする請求項９の無線装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２の無線モジュール部は、前記第１の無線モジュール部と通信する第１の無線ステーション装置及び前記第２の無線モジュール部と通信する第２の無線ステーション装置への送信を許可し、前記第１及び第２の無線モジュール部が送信する応答パケットを送信する時刻を決定する同期パケットを送信することを特徴とする請求項７の無線装置。
【請求項１２】
前記同期パケットが決定する応答パケットを送信する時刻は、周期性を有することを特徴とする請求項７の無線装置。
【請求項１３】
前記第１及び第２の無線モジュール部は、同期パケットを第１及び第２の無線ステーション装置に送信し、この第１及び第２の無線ステーション装置は、この同期パケットの受信に基づいてデータパケットを前記第１及び第２の無線モジュール部に送信して前記第１及び第２の無線ステーション装置でデータパケットの受信終了を同時に終了させることを特徴とする請求項７の無線装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２の無線モジュール部は、同期パケットを第１及び第２の無線ステーション装置に送信し、この第１及び第２の無線ステーション装置は、この同期パケットの受信に基づいてデータパケットを前記第１及び第２の無線モジュール部に送信して前記第１の無線ステーション装置でのデータパケットの受信終了よりも以前に前記第２の無線ステーション装置でのデータパケットの受信を終了させることを特徴とする請求項７の無線装置。
【請求項１５】
前記第１及び第２の無線モジュール部は、同期パケットを第１及び第２の無線ステーション装置に送信し、この同期パケットを受信した第１及び２の無線ステーション装置は、同期パケットにより送信終了時刻、或いは、送信時刻及びパケット時間長を決定することを特徴とする請求項７の無線装置。
【請求項１６】
第２無線ステーション装置は、第１の無線モジュール部がパケット受信期間中に、応答パケットのいらないパケットを送信することを特徴とする請求項７の無線装置。
【請求項１７】
当該無線装置は、同期パケットを無線ステーション装置に送信し、この同期パケットを受信した無線ステーション装置においては、同期パケット応答してパケットを送信することを、無線ステーション装置が決めたランダム確立によって定めることを特徴とする請求項７の無線装置。
【請求項１８】
第１及び第２のチャネルは、隣接周波数チャネルであることを特徴とする請求項７の無線装置。
【請求項１９】
第１及び第２のチャネルは、異なるアンテナビームパターンを有する同一周波数チャネルであることを特徴とする請求項７の無線装置。
【請求項２０】
CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance）プロトコルを用い競合アクセス制御を実行して第１及び第２の無線ステーション装置と当該無線装置との間で第１及び第２のチャネルの無線信号を送受信する無線装置において、
第１のチャネルの無線信号でデータパケットを送受信する第１の無線モジュール部と、
第２のチャネルの無線信号でデータパケットを送受信する第２の無線モジュール部と、
前記第１の無線モジュール部がデータパケットを送信している第１の送信モードにおいて、この第１の送信モードを検出して前記第２の無線モジュール部からダミーパケットを前記第２の無線ステーション装置に送信すると共に当該第２の無線モジュールでのデータパケットの受信を不可能にする制御部と、
を具備することを特徴とする無線装置。
【請求項２１】
前記制御部は、前記第１の無線モジュール部がデータパケットを送信している第１の送信モードであることを前記第２の無線モジュール部に通知する通知部を含むことを特徴とする請求項２０の無線装置。
【請求項２２】
前記ダミーパケットは、前記前記第１の無線モジュール部がデータパケットを送信している間、前記第２の無線モジュールに対応する第２の無線ステーション装置に対してデータパケットの送信を不能とすることを特徴とする請求項２０の無線装置。
【請求項２３】
前記第２の無線モジュールは、前記第１の無線モジュールにおけるデータパケットの送信終了時刻を獲得し、前記第２の無線モジュールが送信するパケットの送信終了時刻を決定することを特徴とする請求項２０の無線装置。
【請求項２４】
CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance）プロトコルを用い競合アクセス制御を実行して第１及び第２の無線ステーション装置と当該無線装置との間で第１及び第２のチャネルの無線信号を送受信する無線装置において、
第１のチャネルの無線信号でデータパケットを送受信する第１の無線モジュール部と、
第２のチャネルの無線信号でデータパケットを送受信する第２の無線モジュール部と、
データパケットの送信開始前に前記第１及び第２の無線モジュール部を制御して夫々第１及び第２のチャネルの無線信号を当該第１及び第２の無線モジュール部で同時刻にセンスさせ、同一の送信開始時間でデータパケットを送信させる同期モードを設定する制御部と、
を具備することを特徴とする無線装置。
【請求項２５】
前記第1の無線モジュールの送信中に第２の無線モジュールがブロードキャストパケットを送信することを特徴とする請求項２４の無線装置。
【請求項２６】
送信するパケットは、ある時間長を有し、このパケットの時間長に依存して制御部は、前記第１及び第２の無線モジュール部に対して同時刻に同時にデータパケットを送信させる同期モードを設定することを特徴とする請求項２４の無線装置。
【請求項２７】
前記同期モードは、制御部において、第１及び第２の無線ステーション装置と当該無線装置との間トラフィックを統計的に処理して設定されることを特徴とする請求項２４の無線装置。
【請求項２８】
無線モジュール部は、異なる時間長を有するデータパケットを格納することができる多数のバッファを備え、前記同期モードは、所定のバッファから出力されたデータパケットを送信する際に制御部によって設定されることを特徴とする請求項２４の無線装置。
【請求項２９】
前記同期パケットを受信した無線ステーション装置においては、同期パケット応答して同期モードでパケットを送信することを、無線ステーション装置が決めたランダム確立によって定めることを特徴とする請求項２４の無線装置。
【請求項３０】
第１及び第２のチャネルは、隣接周波数チャネルであることを特徴とする請求項２４の無線装置。
【請求項３１】
第１及び第２のチャネルは、異なるアンテナビームパターンを有する同一周波数チャネルであることを特徴とする請求項２４の無線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線通信装置に係り、特に、その間で複数のチャネルを介して同時に通信するアクセス・ポイント及び無線ステーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信基地局装置であるアクセス・ポイントと無線通信端末装置としての複数の無線ステーション装置との間で同時に通信する無線ＬＡＮシステムが知られている。この無線ＬＡＮシステムとして、ＣＳＭＡ(Carrier Sense Multiple Access：キャリア・センス多元接続)方式を定めているIEEE802.11の規格に基づく無線ＬＡＮシステム(ISO/IEC 8802-11:1999(E) ANSI/IEEE Std 802.11, 1999 edition)がある。この無線ＬＡＮシステムにおいては、通常、アクセス・ポイントは、パケットを送信すべき無線ステーション装置（所謂、ターゲット・ステーション装置と称する。）へパケットを送信する前に、パケット送信に使用するキャリアをセンスして、他の無線ステーション装置からチャネル予約情報を含むパケットを受信している受信状態にある場合には、そのターゲット・ステーション装置へのパケットの送信を延期している。送信が延期された場合には、アクセス・ポイントは、他の無線ステーション装置からのパケット受信状態が終了後、その制御部において計算されるランダムな送信待機期間の経過後に、ターゲット・ステーション装置に対してアドレスを指定するパケットの送信が開始される。このように無線ステーション装置への送信が延期され、ランダムな送信待機期間が経過されてパケットが送信される処理は、バックオフ処理と称せられる。
【０００３】
ターゲット・ステーション装置は、通常、受信したパケットのデータが正常であれば所定期間後に、肯定応答（ＡＣＫ）パケットを基地局に送信する。アクセス・ポイントでは、ターゲット・ステーション装置からのＡＣＫパケットを所定期間経過後に受信できないときには、制御部によってバックオフ処理が実行されて、再度パケットが送信される。
【０００４】
一方、無線通信システムにおける多重化方式の一つとして、空間分割多元接続 (Space Division Multiple Access:ＳＤＭＡ）方式が知られている。ＳＤＭＡ方式においては、アクセス・ポイントに備えられたアダプティブ・アレイ・アンテナからは、空間的に互いの干渉を低減する複数のアンテナビームが発生される。従って、ＳＤＭＡ方式は、その通信品質を向上することができ、また、アクセス・ポイントと複数の無線ステーション装置との間で同時通信を実現することができる。ＣＳＭＡ方式の無線ＬＡＮシステムに、ＳＤＭＡ方式を適用することにより、ＳＤＭＡ方式の利点を享受できると推測される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＣＳＭＡ方式の無線ＬＡＮシステムに単純にＳＤＭＡ方式を適用すると、次のような問題が発生する。
【０００６】
ＳＤＭＡ方式では、アクセス・ポイントには、アダプティブ・アレイ・アンテナが生成する複数のアンテナビームに対応して送受信モジュール、即ち、送受信機が設けられ、さらに各送受信モジュールは、個別の制御部によって制御される。これら個別の制御部によって各アンテナビームに対してＣＳＭＡが実行されると、各アンテナビーム毎にバックオフ処理なされ、その結果、アクセス・ポイントにおいてある無線ステーション装置への送信と別の無線ステーション装置からの受信が同時に発生する場合が起こり得る。即ち、アクセス・ポイントがある無線ステーション装置（ＴＥ１）からのパケットを受信しようとしても、アクセス・ポイントがその受信と同時に他の無線ステーション装置（ＴＥ２，ＴＥ３と）への送信が生じると、この送信が干渉となって、無線ステーション装置（ＴＥ１）からの受信ができなくなることがある。
【０００７】
また、アクセス・ポイントが全ての複数の無線ステーション装置（ＴＥ１，ＴＥ２，ＴＥ３）にパケットを同時に送信する場合には、アクセス・ポイントにおいて受信状態が生じないことから、基本的には、送受信の衝突を防ぐことができる。しかしながら、ある無線ステーション装置ＴＥ１へ送信するパケットのサイズが他の無線ステーション装置ＴＥ２，TＥ３へ送信するパケットのサイズよりも小さいと、無線ステーション装置ＴＥ２，ＴＥ３が受信状態にあっても、通常、無線ステーション装置ＴＥ１は、パケットの受信を終了してしまう。従って、この無線ステーション装置ＴＥ１は、ＡＣＫパケットをアクセス・ポイントに送信してしまう。その結果、無線ステーション装置ＴＥ１からのＡＣＫパケットがアクセス・ポイントで受信され、このＡＣＫパケットが無線ステーション装置ＴＥ２，ＴＥ３への送信に影響を与え、無線ステーション装置ＴＥ２，ＴＥ３が基地局からのパケットを受信できなくなってしまう。
【０００８】
更に、アクセス・ポイントにおいては、複数の無線ステーション装置ＴＥ１，ＴＥ２，ＴＥ３の１つから、例えば、１つの無線ステーション装置ＴＥ２からＡＣＫパケットが受信されない場合には、アクセス・ポイントと無線ステーション装置ＴＥ２との間の送受信の為にのみ、アクセス・ポイントにおいて、バックオフ処理が実行され、この処理以降における各無線ステーション装置ＴＥ１，ＴＥ２，ＴＥ３へパケットを送信するタイミングがずれてしまう問題がある。
【０００９】
また、ＣＳＭＡ(Carrier Sense Multiple Access)方式の無線ＬＡＮシステムに単純にＳＤＭＡ(Space Division Multiple Access)方式を適用する場合に限らず、プロトコルを使用して自立的に制御される無線基地局の機能を複数持つようなアクセス・ポイントにおいても同様の問題があることが指摘されている。即ち、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式が採用された複数の無線基地局機能を有するアクセス・ポイントにおいては、使用するチャネルが隣接チャネルであった場合に、夫々のチャネルの信号が互い干渉し、データ伝送の誤りを発生させてしまう問題がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述した事情に鑑みなされたものであって、その目的は、装置間で良好に送受信ができる無線通信装置を提供することにある。
【００１１】
この発明によれば、
他の無線ユニットから夫々第１及び第２受信信号を受け、他の無線ユニットに第１の送信信号を送信する無線装置において、
前記第１及び第２の受信信号をセンスして受信モードに設定され、この受信モードにおいて、他の無線ユニットから夫々第１及び第２受信信号を受信する第１及び第２の受信モジュールを含む受信部と、
前記第１及び第２の受信信号の受信の終了に応答して受信終了信号を発生する応答部と、
送信モードにおいて、第１の送信信号を送信し、受信モードにおいて、第１の送信信号の送信を禁じる第１の送信モジュールを含み、送信モードにおいて、待機状態に維持されてこの第１の送信信号の送信を待機する送信部と、及び
送信部に第１の送信信号の送信を可能とする可能部であって、前記送信部を受信終了信号に応答して受信モードから送信モードに切り換えて待機状態に維持し、第１の送信信号の送信がこの待機状態で開始される可能部と、
を具備することを特徴とする無線装置が提供される。
【００１２】
を具備することを特徴とする無線装置が提供される。
【００１３】
また、この発明によれば、
CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance）プロトコルを用い競合アクセス制御を実行して第１及び第２の無線ステーション装置と当該無線装置との間で第１及び第２のチャネルの無線信号を送受信する無線装置において、
第１のチャネルの無線信号でデータパケットを送受信する第１の無線モジュール部と、
第２のチャネルの無線信号でデータパケットを送受信する第２の無線モジュール部と、
前記第１の無線モジュール部がデータパケットを受信している第１の受信モードにおいて、この第１の受信モードを検出して第２の無線モジュール部からのデータパケットの送信を不能にする制御部と、
を具備することを特徴とする無線装置が提供される。
【００１４】
更に、この発明によれば、
CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance）プロトコルを用い競合アクセス制御を実行して第１及び第２の無線ステーション装置と当該無線装置との間で第１及び第２のチャネルの無線信号を送受信する無線装置において、
第１のチャネルの無線信号でデータパケットを送受信する第１の無線モジュール部と、
第２のチャネルの無線信号でデータパケットを送受信する第２の無線モジュール部と、
前記第１の無線モジュール部がデータパケットを送信している第１の送信モードにおいて、この第１の送信モードを検出して前記第２の無線モジュール部からダミーパケットを前記第２の無線ステーション装置に送信すると共に当該第２の無線モジュールでのデータパケットの受信を不可能にする制御部と、
を具備することを特徴とする無線装置が提供される。
【００１５】
更にまた、この発明によれば、
CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance）プロトコルを用い競合アクセス制御を実行して第１及び第２の無線ステーション装置と当該無線装置との間で第１及び第２のチャネルの無線信号を送受信する無線装置において、
第１のチャネルの無線信号でデータパケットを送受信する第１の無線モジュール部と、
第２のチャネルの無線信号でデータパケットを送受信する第２の無線モジュール部と、
データパケットの送信開始前に前記第１及び第２の無線モジュール部を制御して夫々第１及び第２のチャネルの無線信号を当該第１及び第２の無線モジュール部で同時刻にセンスさせ、同一の送信開始時間でデータパケットを送信させる同期モードを設定する制御部と、
を具備することを特徴とする無線装置が提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態に係る無線通信システムを詳細に説明する。
【００１７】
図１は、この発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムとして空間分割多重(ＳＤＭＡ）方式が適用された無線ＬＡＮシステムを示している。この無線ＬＡＮシステムは、IEEE802.11 （IEEE802.11a，IEEE802.11bも含む）規格に準拠して構築されている。無線基地局に相当するアクセス・ポイント１は、ある特定の固定位置に設置され、バックボーン網５に接続される。アクセス・ポイント１は、アダプティブ・アレイ・アンテナ２を備え、このアダプティブ・アレイ・アンテナ２は、複数の無線ステーション装置４−１〜４−３に向けて複数の比較的狭い指向性パターン（以下、単にアンテナビームと称する。）３−１〜３−３を形成する。
【００１８】
このようなアンテナビーム３−１〜３−３によって、アクセス・ポイント１は、アクセス・ポイント１と複数の無線ステーション装置４−１〜４−３との間で、無線ステーション装置間での干渉を低減しつつ実質的な同一チャネル或いは隣接チャンネルで同時に通信することができる。即ち、アクセス・ポイント１と無線ステーション装置４−１〜４−３との間では、空間分割多重(ＳＤＭＡ）方式で通信が実行される。
【００１９】
尚、上述した無線ＬＡＮシステムでは、アクセス・ポイント１が３個のアンテナビーム３−１〜３−３を発生し、アクセス・ポイント１と３個の無線ステーション装置３−１〜３−３との間で同時に通信する例について説明している。しかしながら、この発明の実施の形態に係る無線通信システムは、アンテナビームの数及び同時に通信する無線ステーション装置数は、２以上の任意の数であれば良く、また、無線ステーション装置３−１〜３−３は、一般に固定位置に設置されるが、移動体に搭載されていても良い。
【００２０】
次に、図２を参照して、この発明の実施の形態に係る空間分割多重(ＳＤＭＡ）方式が適用された無線ＬＡＮシステムの図１に示されるアクセス・ポイント１について、説明する。
【００２１】
図２に示されるようにアクセス・ポイント１は、無線ステーション装置4−１〜4−３から向けられるアンテナビーム３−１〜３−３を受信するアダプティブ・アレイ・アンテナ２を備え、このアダプティブ・アレイ・アンテナ２には、受信モジュール１１−１〜１１−３に接続されている。従って、この無線ステーション装置4−１〜4−３からのアンテナビーム３−１〜３−３を介した送信信号が受信モジュール１１−１〜１１−３で受信され、受信モジュール１１−１〜１１−３において、送信信号が処理されて受信信号ＲＳ１〜ＲＳ３が生成される。この送信信号の処理には、送信信号の復調及び復号を含んでいる。
また、アクセス・ポイント１においては、アダプティブ・アレイ・アンテナ２に送信モジュール１２−１〜１２−３が接続されている。送信モジュール１２−１〜１２−３では、無線ステーション装置３−１〜３−３へ夫々送信すべき送信信号ＴＳ１〜ＴＳ３が生成され、これらの送信信号ＴＳ１〜ＴＳ３がアダプティブ・アレイ・アンテナ２に供給されている。送信信号ＴＳ１〜ＴＳ３によって、carrierとしての高周波信号が変調されてアダプティブ・アレイ・アンテナ２からアンテナビーム３−１〜３−３が無線ステーション装置３−１〜３−３に向けて発生される。
【００２２】
アクセス・ポイント１は、無線ステーション装置４−１〜４−３から受信モジュール１１−１〜１１−３への受信を許す受信モードにおいて、受信モジュール１１−１〜１１−３が受信信号を受信して受信信号に含まれる最終転送時刻を検出して受信終了信号を発生する受信終了検出部１８及び受信終了信号に応答して受信モードから送信モードに切り換えて送信データ供給部１０から供給される送信データを送信する送信モジュール１２−１〜１２−３に対して送信許可を与える送信許可部１９を備えている。送信許可部１９は、受信モードにおいて、送信モジュール１２−１〜１２−３を送信不可状態に維持し、送信許可信号に応答して受信モードから送信モードに切り換えて送信不可状態の送信モジュール１２−１〜１２−３を送信可能状態に切り換えている。このように送信可能状態、即ち、送信モードにおいては、送信許可信号に応答してバックオフ処理が開始されて送信を待機する送信待機状態となり、各無線ステーション装置３−１〜３−３に対して送信信号が転送される。ここで、後に述べるように各無線ステーション装置３−１〜３−３に対するアクセス・ポイント１からの送信が同時に終了してアクセス・ポイント１が同時に無線ステーション装置３−１〜３−３からＡＣＫ信号を受けるように送信信号に含まれるデータパケットは、同一のパケット長を有することが好ましい。
【００２３】
図２に示されたアクセス・ポイント１における動作の一例を図３に示すフローチャートを参照して説明する。図３に示す動作例では、アクセス・ポイント１と無線ステーション装置4−１〜4−３との間では、同一サイズのデータパケットが転送されるものとする。
【００２４】
アクセス・ポイント１において、送信モードにおいて、送信モジュール１２−１が送信データ供給部１０から送信データを受けて送信モジュール１２−１から無線ステーション装置４−１にデータパケットが送信される。ステップＳ１０に示すように送信モジュール１２−１から無線ステーション装置４−１への送信が終了すると、アクセス・ポイント１は、送信モードから受信モードに切り換えられる。従って、ステップＳ１１に示すように、受信モジュール１１−１が無線ステーション装置４−１からのＡＣＫ信号を受信することが可能となる。この受信モードにおいては、送信モジュール１２−１，１２−２，１２−３は、送信不能状態に維持される。この状態において、ステップＳ１２に示すように送信データ供給部１０から送信データが送信モジュール１２−２，１２−３に供給されて送信の準備が整えられる。アクセス・ポイント１においては、ステップS1３に示すように無線ステーション装置４−１からＡＣＫ信号が受信されたかが確認される。ＡＣＫ信号が受信されていない場合には、アクセス・ポイント１は、そのまま受信状態に維持される。ステップＳ１３に示すようにＡＣＫ信号が受信されると、送信許可部１９は、送信モジュール１２−１，１２−２，１２−３を送信可能状態にセットし、送信データを送信すべき送信モジュール１２−２、１２−３を送信待機状態に維持する。この送信待機状態における待機期間が経過すると、ステップＳ１４に示すように送信データが送信モジュール１２−２、１２−３から同時に無線ステーション装置４−２，４−３に送信される。ここで、送信データは、同一のパケット長を有するデータパケットして送信される。データパケットが送信されると、再び、アクセス・ポイント１は、送信状態から受信状態に切り換えられる。この受信状態で受信モジュール１１−２，１１−３は、無線ステーション装置４−２，４−３からＡＣＫ信号を受信することとなる。
【００２５】
図２に示されたアクセス・ポイント１においては、受信終了検出部１８及び送信許可部１９を備えたアクセス・ポイント１は、全ての無線ステーション装置３−１〜３−３からの受信モジュール１１−１〜１１−３への信号の転送が終了した後の送信モードの送信待機状態において、送信モジュール１２−１〜１２−３から無線ステーション装置３−１〜３−３への送信が同時に開始される。従って、アクセス・ポイント１において、送受信の干渉が生ずることがなく、アクセス・ポイント１と無線ステーション装置３−１〜３−３との間で良好な通信を確立することができる。
【００２６】
始めに、図２に示されたアダプティブ・アレイ・アンテナの詳細について図４を参照して説明する。図４は、図２に示されたアダプティブ・アレイ・アンテナ２の具体的な回路構成の一例を示している。
【００２７】
アダプティブ・アレイ・アンテナ２は、図４に示すようにＲＦ信号を受信するアンテナ素子３０−１〜３０−３、送信モード及び受信モードのいずれかのモードに切り換える送受切り替えスイッチ３１−１〜３１−３、受信されたＲＦ信号を低雑音で増幅する増幅器３２−１〜３２−３、周波数帯をＲＦ信号の電波周波数（ＲＦ）から中間周波数（ＩＦ）もしくはベースバンド（ＢＢ）へ変換するダウンコンバータ３３−１〜３３−３を含んでいる。また、アダプティブ・アレイ・アンテナ２は、ダウンコンバータ３３−１〜３３−３からの出力信号を分配する分配器３４−１〜３４−３、ビーム制御部４０によって設定された受信用複素重み係数に従って分配された入力信号に重みを付けて合成し、その結果、各受信アンテナビームに対応する受信信号を形成する受信ビーム形成回路３５−１〜３５−３を含んでいる。更に、アダプティブ・アレイ・アンテナ２は、ビーム制御部４０によって設定された送信用複素重み係数に従って送信信号に重みを付けて送信ビームを形成する為の送信ビーム信号を形成する送信ビーム形成回路３６−１〜３６−３、送信ビーム信号から送信ビームを合成する合成器３７−１〜３７−３を含んでいる。更にまた、アダプティブ・アレイ・アンテナ２は、中間周波数（ＩＦ）もしくはベースバンド（ＢＢ）をＲＦ信号の電波周波数（ＲＦ）に変換するアップコンバータ３８−１〜３８−３、ＲＦ信号を増幅する高周波電力増幅器（以下、単にＨＰＡと称する。）３９−１〜３９−３及びビーム制御部４０を含んでいる。
【００２８】
送受切り替えスイッチ３１−１〜３１−３、ＬＮＡ３２−１〜３２−３、ダウンコンバータ３３−１〜３３−３、分配器３４−１〜３４−３、合成器３７−１〜３７−３、アップコンバータ３８−１〜３８−３及び増幅器（ＰＡ）３９−１〜３９−３は、各アンテナ素子３０−１〜３０−３に対応してアンテナ素子３０−１〜３０−３の個数（この例では３個）と同数個設けられる。一方、受信ビーム形成回路３５−１〜３５−３及び送信ビーム形成回路３６−１〜３６−３は、アダプティブ・アレイ・アンテナ２が形成するアンテナビームの数（この例では３ビーム）と同数個設けられる。アンテナビームの数は、アンテナ素子３０−１〜３０−３の個数より少なくても多くとも良い。
【００２９】
図４に示されるアダプティブ・アレイ・アンテナ２の動作を以下に簡単に説明する。
【００３０】
アダプティブ・アレイ・アンテナ２においては、アンテナ素子３０−１〜３０−３によって受信されたＲＦ信号は、送信或いは受信に切り換える切り替えスイッチ３１−１〜３１−３を夫々介してＬＮＡ３２−１〜３２−３に入力され、所定レベルに増幅される。ＬＮＡ３２−１〜３２−３で増幅されたＲＦ信号は、ダウンコンバータ３３−１〜３３−３に夫々入力され、周波数帯が電波周波数（ＲＦ）から中間周波数（ＩＦ）もしくはベースバンド（ＢＢ）へ変換された後、分配器３４−１〜３４−３に入力される。
【００３１】
分配器３４−１は、ダウンコンバータ３３−１〜３３−３からの出力信号を受信ビーム形成回路３５−１に分配し、分配器３４−２は、ダウンコンバータ３３−１〜３３−３からの出力信号を受信ビーム形成回路３５−２に分配し、分配器３４−３は、ダウンコンバータ３３−１〜３３−３からの出力信号を受信ビーム形成回路３５−３に分配している。
【００３２】
ビーム制御部４０が受信用複素重み係数を設定し、受信ビーム形成回路３５−１〜３５−３において、入力された信号がこの受信用複素重み係数に従って重み付けが付されて合成され、その結果、複数の受信アンテナビームが形成される。受信ビーム形成回路３５−１〜３５−３からの各受信アンテナビームに対応した信号は、図２中の受信モジュール１１−１〜１１−３に夫々供給される。
【００３３】
一方、送信ビーム形成回路３６−１〜３６−３には、図４に示される送信モジュール１２−１〜１２−３からの送信信号ＴＳ１〜ＴＳ３が夫々入力される。送信ビーム形成回路３６−１〜３６−３においては、夫々に入力された送信信号に対してビーム制御部４０によって設定された複数の送信用複素重み係数が乗じられる。
【００３４】
送信ビーム形成回路３６−１からの複数の出力信号は、合成器３７−１〜３７−３に入力され、送信ビーム形成回路３６−２からの複数の出力信号も同様に合成器３７−１〜３７−３に入力され、送信ビーム形成回路３６−３からの複数の出力信号も同様に合成器３７−１〜３７−３に入力される。合成器３７−１〜３７−３では、夫々に入力された複数の信号が一つの信号に合成される。
【００３５】
合成器３７−１〜３７−３からの出力信号は、アップコンバータ３８−１〜３８−３に夫々入力され、周波数帯が中間周波数（ＩＦ）もしくはベースバンド（ＢＢ）から電波周波数（ＲＦ）に変換された後、増幅器（ＰＡ）３９−１〜３９−３に入力される。増幅器（ＰＡ）３９−１〜３９−３により増幅された送信信号は、スイッチ３１−１〜３１−３を夫々介してアンテナ素子３０−１〜３０−３に供給され、無線ステーション装置へ送信される。
【００３６】
ビーム制御部４０においては、前述したように受信ビーム形成回路３５−１〜３５−３に対しては受信用複素重み係数が設定され、送信ビーム形成回路３６−１〜３６−３に対しては送信用複素重み係数が設定される。ここで、送信及び受信で互いに対応するビーム形成回路、例えば、受信ビーム形成回路３５−１及び送信ビーム形成回路３６−３に対しては、同一の無線ステーション装置と通信するための重み係数が設定される。
【００３７】
次に、図２に示した受信終了検出部１８の詳細を図５を参照して説明する。
【００３８】
図５は、図２に示した受信終了検出部１８のブロックを示している。図５に示されるように受信終了検出部１８は、受信モジュール１１−１〜１１−３からの受信信号に含まれるデータパケットのヘッダが入力され、このヘッダの時間情報から受信終了時刻を検出する検出部２０−１，２０−２，２０−３、この検出部２０−１，２０−２，２０−３で検出された受信終了時刻の最大値を検出する検出部２１、この受信終了時刻の最大値にセットされ、カウンター２３によってその最大受信終了時刻に達した際に受信が終了した旨を通知する通知部２２を含んでいる。
【００３９】
受信モジュール１１−１〜１１−３に入力される受信信号は、データパケットを含み、このデータパケットは、一例として図６に示されるようなデータ構造を有している。このデータパケットは、受信モジュール１１−１〜１１−３を指定する送信先、無線ステーション装置３−１〜３−３を指定する送信元及びこのデータパケットの受信の開始から受信の終了までに要する所用時間期間が記述されているパケットヘッダ並びに映像、音声、テキスト或いはプログラム等のコンテンツ・データが格納されているパケットデータを含んでいる。
【００４０】
受信モードにおいて、受信モジュール１１−１〜１１−３にパケットが入力されると、パケットの受信開始時刻が図示しないクロックで確定され、パケットからはパケットヘッダ中の所用時間期間が切り出される。この所要時間及びパケットの受信開始時刻ＴＳが検出部２０−１，２０−２，２０−３に夫々送られる。この検出部２０−１，２０−２，２０−３では、所用時間期間Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３（例えば、Ｔｒ１＜Ｔｒ２＜Ｔｒ３）がパケットの受信開始時刻ＴＳに加算されてこのパケットの受信が完了するまでの時刻（ＴｒＳ＋Ｔｒ１，ＴｒＳ＋Ｔｒ２，ＴｒＳ＋Ｔｒ３）が求められ、この受信完了時刻（ＴｒＳ＋Ｔｒ１，ＴｒＳ＋Ｔｒ２，ＴｒＳ＋Ｔｒ３）が検出部２１に与えられる。検出部２１においては、受信完了時刻（ＴｒＳ＋Ｔｒ１，ＴｒＳ＋Ｔｒ２，ＴｒＳ＋Ｔｒ３）が比較され、この受信完了時刻（ＴｒＳ＋Ｔｒ１，ＴｒＳ＋Ｔｒ２，ＴｒＳ＋Ｔｒ３）中で最大の時刻、例えば、最大時刻（ＴｒＳ＋Ｔｒ３）が求められる。この時刻（ＴｒＳ＋Ｔｒ３）が受信終了通知部２２にセットされ、その時刻がタイマー２３によってモニターされる。ここで、タイマー１４は、例えば、ディジタルカウンタによって構成され、現在時刻TＣを計測する。受信終了通知部２２において、モニターされている時刻が最大時刻（ＴｒＳ＋Ｔｒ３）に達すると、通知部２２からは受信終了信号が送信許可部１９に与えられる。この送信許可部１９は、受信終了信号に応答して各送信モジュール１２−１，１２−２，１２−３に送信許可の信号を与え、送信不可能状態から送信可能状態に変えて送信を許可することとなる。即ち、受信終了信号に応答してアクセス・ポイント１は、受信モードから送信モードに切り換えられる。
【００４１】
図６に示されたパケットの構造は、一例であって他の構造であっても良い。例えば、図７に示すようにパケットヘッダには、所用時間期間Ｔｘの記述がされず、所用時間期間の記述に代えて、伝送レートとパケットのデータサイズが記述されていても良い。この図７に示すようなパケットでは、伝送レートとデータサイズの記述から、パケットの転送に要する時間期間Ｔｘが求められる。即ち、検出部２０−１，２０−２，２０−３において、記述されたデータサイズを伝送レートで割ることによってそのパケットを伝送するに要する時間期間Ｔｘを求めることができる。
【００４２】
図２に示される送信許可部１９について図８を参照して説明する。
【００４３】
図８は、図２に示される送信許可部１９の回路ブロックを示している。この送信許可部１９は、送信を待機状態に設定する設定部１５を含んでいる。この設定部１５は、タイマー１４によって計測された現在時刻Ｔｃが送信の終了が予定されている最大時刻Ｔｔ３に達すると、送信許可部１９に対して送信を待機する送信モードにおける送信待機状態に設定する。例えば、設定部１５は、送信を待機する時間期間を算出する算出部１６にフラグ、即ち、送信を待機する時間期間を算出する開始フラグを立てる。送信モジュール１２−１〜１２−３及び送信を待機する時間を算出する算出部１６は、第１の送信制御部１７によって制御される。
【００４４】
無線ステーション装置４−１〜４−３の少なくとも一つに向けてアクセス・ポイント１から送信すべきパケットデータがあるとき、第１の送信制御部１７は、送信モジュール１２−１〜１２−３のうちそのパケットデータを送信する少なくとも一つの送信モジュールを指定し、この指定された送信モジュールにデータを送信すべき宛先の無線ステーション装置、即ち、ターゲット・ステーション装置のアドレス（以下、宛先、或いは、送信先アドレス）を指定すると共に送信すべきデータを指定する。この指定と同時に、第１の送信制御部１７は、送信を待機する時間期間を算出する算出部１６にフラグ、即ち、送信待機時間の算出を許す許可フラグを立てる。ここで、第１の送信制御部１７が送信モジュール１２−１〜１２−３に対して指定する送信データは、原データに相当せず、無線区間で送信すべきデータ、即ち、変調及び誤り訂正符号化されたデータに相当する。また、この送信データは、図６或いは図７に示すようなパケットデータにパケットヘッダが付されているデータパケットの構造を有し、パケットヘッダには、基地局の送り先アドレスに相当する送信元、宛先アドレスで指定される送信先等のアドレス情報及び送信データの転送に要する時間情報等が与えられる。
【００４５】
第１の送信制御部１７によって許可フラグが立ち、送信待機状態設定部１５によって送信待機を開始する開始フラグが立っていれば、送信待機状態が設定された時点から送信待機状態が保持される時間期間、即ち、送信待機時間期間がランダムに算出部１６によって算出される。この送信待機の為の時間期間が経過すると、算出部１６から送信モジュール１２−１〜１２−３のうちデータを送信すべき送信モジュールに送信指示が出され、設定された宛先アドレスの無線ステーション装置に対して、設定されたデータがアダプティブ・アレイ・アンテナ２を介して送信される。
【００４６】
待機時間期間経過時に１又は複数の送信モジュール１２−１，１２−２、１２−３が同時に送信を開始し、送信されるパケット長が一定であれば、同時に送信が終了される。
【００４７】
図９を参照して図５に示された受信終了検出部１８を実現し、図８に示された回路に適合する受信終了検出部１８のより詳細な回路ブロックを説明する。
【００４８】
この図９に示された受信終了検出部１８は、受信を開始する時刻を検出する受信開始検出器４１−１〜４１−３及び受信の為に予約されている時間期間を検出する受信予約検出器４２−１〜４２−３から構成されている。また、この検出部１８は、受信開始時間に受信予約期間を加算して受信が終了される予定時刻を求める加算器４３−１〜４３−３、複数の受信終了時刻から最大値を選定する選択部４４、この選定された受信終了時刻の最大値を記憶する記憶部４５及び最大受信終了時刻を更新する更新部４６を含んでいる。
【００４９】
以下、図９に示された最大受信終了時刻を検出する検出部１３の動作を説明する。
【００５０】
受信の開始時刻を検出する検出器４１−１〜４１−３では、受信信号ＲＳ１〜ＲＳ３から送信元の無線ステーション装置の送信開始時刻が検出される。この送信開始時刻の検出は、受信信号ＲＳ１〜ＲＳ３の最初のパケットを検出した時刻、即ち当該パケットを送信元の無線ステーション装置４−１〜４−３が送信した時刻として検出される。
【００５１】
受信の為の予約時間期間を検出する検出器４２−１〜４２−３では、受信信号ＲＳ１〜ＲＳ３のパケットヘッダから送信元の無線ステーション装置４−１〜４−３が送信のために通信チャネルを予約している時間期間に相当する送信予約時間期間が検出される。
【００５２】
加算器４３−１〜４３−３では、受信信号ＲＳ１〜ＲＳ３から夫々検出された受信開始時刻と受信予定時間期間が加算されることによって、受信信号ＲＳ１〜ＲＳ３の受信終了時刻が算出される。
【００５３】
選択部４４は、加算器４３−１〜４３−３によって求められた受信信号ＲＳ１〜ＲＳ３の受信終了時刻のうち、時間的に最も遅い受信終了時刻である最大受信終了時刻を選択する。選択された最大受信終了時刻の情報は、記憶部４５と更新部４６に与えられる。最大受信終了時刻記憶部４５には、最大受信終了時刻が記憶される。
【００５４】
最大受信終了時刻更新部４６は、選択部４４で選択された最大受信終了時刻が記憶部４５に記憶されている最大受信終了時刻よりも大きいとき、選択部４４で選択された最大受信終了時刻によって記憶部４５の内容が更新される。
【００５５】
即ち、更新部４６は、選択部４４で選択された最大受信終了時刻が最大受信終了時刻記憶部４５に記憶されている最大受信終了時刻よりも大きいとき、最大受信終了時刻選択部４４に対して書き込みフラグを立てる。これにより、最大終了予定時刻選択部４４で新たに選択された最大終了予定時刻が最大受信終了時刻記憶部４５に書き込まれることになる。
【００５６】
このようにして記憶部４５に記憶された最大受信終了時刻の情報が最大受信終了時刻検出部１４から出力され、図８に示した送信待機状態設定部１５に入力される。
【００５７】
この後の動作は前述した通りであり、検出部１４で検出され、記憶部４５に記憶されている最大受信終了時刻と、タイマー１４によって刻まれた現在時刻が一致すると、設定部１５によって受信待機状態が設定される。受信待機状態が設定されると、算出部１６によってランダムな送信待機時間が算出され、この送信待機時間の経過後に、送信モジュール１２−１〜１２−３に対して一斉に送信が指示される。即ち、バックオフ処理が全ての送信モジュール１２−１〜１２−３に対して実施される。
【００５８】
これにより、第１の送信制御部１７によって送信モジュール１２−１〜１２−３に設定された宛先アドレスの無線ステーション装置４−１〜４−３に対して、送信モジュール１２−１〜１２−３に設定されたデータのパケットがアダプティブ・アレイ・アンテナ２を介して同時に送信される。
【００５９】
図１０は、上述した動作例を示している。ｔｓ１〜ｔｓ３は、受信信号ＲＳ１〜ＲＳ３の受信開始時刻、Ｔｒｓ１〜Ｔｒｓ３は、受信信号ＲＳ１〜ＲＳ３の受信予約時間、ｔｅ１〜ｔｅ３は、受信信号ＲＳ１〜ＲＳ３の受信終了時刻であり、ｔｅ１＝ｔｓ１＋Ｔｒｓ１，ｔｅ２＝ｔｓ２＋Ｔｒｓ２，ｔｅ３＝ｔｓ３＋Ｔｒｓ３である。この例では、受信終了時刻ｔｅ２が最大終了予定時刻ｔemaxであり、ｔemaxから受信待機時間Ｔwaitの経過後に、送信モジュール１２−１〜１２−３からの送信が一斉に開始される。
【００６０】
このように本実施の形態によると、バックオフ処理を送信モジュール１２−１〜１２−３で共通化して無線ステーション装置４−１〜４−３へのパケット送信を同時に行うため、アクセス・ポイント１における送受信の衝突を防ぐことができる。従って、ＡＣＫ（肯定応答）パケットによる受信確認が実施されない通信、例えばブロードキャストの成功率を高める上で有効である。
【００６１】
一方、無線ステーション装置４−１〜４−３がアクセス・ポイント１からの送信パケットの受信時にＡＣＫパケットを送信して受信確認を実行する方式においては、アクセス・ポイントに１送信する第１の送信制御部１７が送信モジュール１４−１〜１２−２に対して設定するデータのサイズ（時間長）を等しくすることが望ましい。
【００６２】
このようにすると、無線ステーション装置４−１〜４−３からのＡＣＫパケットの送信が同時に起こるため、ある無線ステーション装置の送信するＡＣＫパケットが他の無線ステーション装置に対して干渉になるのを防ぐことができる。従って、ＡＣＫパケットによってデータパケットの受信完了が確認されることから、この方式は、ブロードキャスト以外の送信にも有効である。勿論、ブロードキャストのように同一データを複数無線ステーション装置に送信する際においても、ＡＣＫパケットによる受信が確認され、その結果として信頼度を上げることもできる。
【００６３】
また、送信モジュール１２−１，１２−２からアンテナビーム３−１，３−２を夫々介して無線ステーション装置４−１，４−３への同時送信が開始され、その後、ある無線ステーション装置、例えば、無線ステーション装置４−１への送信が先に終了し、送信が終了していない無線ステーション装置、例えば、無線ステーション装置４−２がある場合には、送信が終了していない無線ステーション装置、例えば、無線ステーション装置４−２に対して、送信が終了した無線ステーション装置４−１への送信に用いた送信モジュール１２−１によって、無線ステーション装置４−１への送信に用いたアンテナビーム３−１を介してデータパケットが送信されてもよい。このようにすると、無線ステーション装置４−１はキャリア・センスを行ってバックオフ期間に入るので、無線ステーション装置４−１が他の無線ステーション装置への干渉となる信号を送信することを防ぐことができる。このような制御は、第１の送信制御部１７によって実施される。
【００６４】
さらに、無線ステーション装置４−１，４−３へ送信モジュール１２−１，１２−２からアンテナビーム３−１，３−２を夫々介して同時送信開始後、ある無線ステーション装置、例えば無線ステーション装置４−１への送信が先に終了し、送信が終了していない無線ステーション装置、例えば、無線ステーション装置４−２がある場合には、送信が終了していない無線ステーション装置、例えば無線ステーション装置４−２に対応する送信アンテナビーム、例えば、アンテナビーム３−２が無線ステーション装置４−１の方向にも指向性利得を有するようにアンテナビーム３−２の指向性パターンを変化させるようにしてもよい。このようにしても、無線ステーション装置４−１はキャリア・センスを行ってバックオフ期間に入るので、無線ステーション装置４−１が他の無線ステーション装置へ干渉となる信号を送信することを防ぐことができる。
【００６５】
図１１を参照して、この発明の第２の実施の形態に係る無線通信システムにおけるアクセス・ポイント１を説明する。
【００６６】
図１１に示されるアクセス・ポイント１においては、図８に示されるアクセス・ポイント１に、肯定応答（ＡＣＫ）を検出する検出器２１−１〜２１−３、アドレス比較器２２−１〜２２−３及び再送データ記憶部２５−１〜２５−３が追加され、さらに、図８に示す第１の送信制御部１７に代えて第２の送信制御部２４が設けられている。
【００６７】
第２の送信制御部２４は、第１の送信制御部１７の機能に加えて、送信モジュール１２−１〜１２−３に設定する宛先アドレス及び再送すべきデータを再送データ記憶部２５−１〜２５−３に出力する機能をも有する。再送データ記憶部２５−１〜２５−３に記憶された宛先アドレス及び再送データは、データの再送時に使用される。さらに、送信モジュール１２−１〜１２−３に設定される宛先アドレスは、アドレス比較器２２−１〜２２−３にも出力される。送信データは、送信データ供給部１０からそのデータに応じて送信モジュール１２−１〜１２−３に供給されるとともに第２の送信制御部２４を介して再送データ記憶部２５−１〜２５−３に供給され、この再送データ記憶部２５−１〜２５−３で保持される。
【００６８】
検出器２１−１〜２１−３には、夫々無線ステーション装置４−１〜４−３から送信され、受信モジュール１１−１〜１１−３で受信された肯定応答信号（ＡＣＫパケット）が入力され、この肯定応答信号を検出する。肯定応答検出器２１−１〜２１−３では、夫々入力されたＡＣＫパケットからＡＣＫパケットの送信元の無線ステーション装置のアドレス（送信元アドレス）が検出され、これらの送信元アドレスが夫々アドレス比較器２２−１〜２２−３に出力される。
【００６９】
アドレス比較器２２−１〜２２−３では、第２の送信制御部２４から出力された宛先アドレスと肯定応答検出器２１−１〜２１−３から夫々入力された送信元アドレスを比較して両者の一致／不一致を検出し、一致した場合には第２の送信制御部２４に対してアドレス一致フラグを上げる。
【００７０】
第２の送信制御部２４は、送信モジュール１２−１〜１２−３からデータパケットが送信された時点からタイマー１４によって計測された所定時間後に、アドレス比較器２２−１〜２２−２においてアドレス一致フラグが立っているかを調べる。この結果、アドレス比較器２２−１〜２２−２の少なくとも一つでアドレス一致フラグが上がらない場合、即ちアドレス比較器２２−１〜２２−２の少なくとも一つで宛先アドレスと送信元アドレスが不一致の場合には、第２の送信制御部２４は再送データ記憶部２５−１〜２５−３に記憶された宛先アドレス及びデータを送信モジュール１２−１〜１２−３に再設定するとともに、送信待機時間を算出する算出部１６への送信待機時間を算出することを許可する許可フラグを立てる。
【００７１】
これにより送信待機時間算出部１６においてランダムな送信待機時間が算出され、この送信待機時間が経過すると、第２の送信制御部２４から送信モジュール１２−１〜１２−３に一斉に送信が指示され、送信モジュール１２−１〜１２−３からアダプティブ・アレイ・アンテナ２を介して無線ステーション装置４−１〜４−３へのデータパケットが同時に再送される。
【００７２】
このように本実施の形態によると、複数の無線ステーション装置４−１〜４−３からのＡＣＫパケットが同時に受信判定され、さらにバックオフ処理が送信モジュール１２−１〜１２−３で共通に実施されて、無線ステーション装置４−１〜４−３へのパケットが同時に再送をされる。従って、パケット再送にあってもアクセス・ポイント１における送信及び受信の衝突を防ぐことができる。
【００７３】
上記説明では、アドレス比較器２２−１〜２２−２の少なくとも一つで宛先アドレスと送信元アドレスが不一致の場合、言い換えればＡＣＫパケットを送信して来ない無線ステーション装置が一つだけある場合でも、全ての無線ステーション装置４−１〜４−３に対してパケットが再送される。しかしながら、ＡＣＫパケットを送信して来ない無線ステーション装置に対してだけパケットが再送され、ＡＣＫパケットを送信して来た無線ステーション装置に対しては、次の新たなデータパケットを送信するようにしてもよく、それによってシステム全体のパフォーマンスを上げることができる。
【００７４】
また、再送回数をカウントしてそれが所定回数以上になった場合に、ＡＣＫパケットを送信して来ない無線ステーション装置へのパケット再送を中断することによって、受信状態の悪い特定の無線ステーション装置によりシステム全体のパフォーマンスが低下するのを防ぐことができる。
【００７５】
また、パケット再送の中断により空いた送信モジュールや、通常の送信の終了により空いた送信モジュールを他の無線ステーション装置への送信に割り当てることによって、システム全体のパフォーマンスを上げることができる。さらに、物理的なキャリア・センスとも組み合わせることもできる。
【００７６】
これらの制御は、第２の送信制御部２４によって実行される。
【００７７】
図１２を参照して、この発明の第３実施形態に係る無線通信システムを説明する。
【００７８】
図１２に示されるアクセス・ポイント１は、空間を複数のアンテナビームにより分割できるアレイアンテナ２、Ｍ個のアンテナビームを形成するビーム形成回路５１−１〜５１−Ｍ及びビーム形成回路５１−１〜５１−Ｍより形成されるアンテナビームの一つを選択するビーム選択部５２を有している。更に、アクセス・ポイント１は、受信信号のパケット長を判定するパケット長判定部５３、アクセス・ポイント１から送信を行った無線ステーション装置の最大終了予定時刻を他の無線ステーション装置に認識させるための制御パケットを生成する制御パケット生成部５４、及び制御回路５５を有する。制御パケット生成部５４で生成される制御パケットは、図１３に示されるように制御パケットであることを示しているフレーム・コントローラ(Frame Control)、データパケットの送信に必要とされる時間期間、受信側アドレス、即ち、この制御パケットが転送されるべき無線ステーション装置のアドレスを記述したレシーバ・アドレス (RA), データパケットの誤りチェックのチェックの為のフレーム・チェック・シーケンスを含んでいる。
【００７９】
一方、無線ステーション装置４−１〜４−Ｎは、他の無線ステーション装置から送信される信号を受信せず、アクセス・ポイント１のみと通信するように構成され、送信及び受信を制御する制御回路６０、アクセス・ポイント１から送信されてきた制御パケットの内容を判定する制御パケット判定部６１、無線ステーション装置が送信すべき信号（パケット）の送信タイミングを決定する送信タイミング決定部６２、アクセス・ポイント１からの受信信号のパケット長を判定するパケット長判定部６３、送受信部６４及びアンテナ６５を有する。
【００８０】
図１２に示される無線通信システムは、図１４に示すように動作される。
【００８１】
無線ステーション装置４−１は、送信要求が生じたときにアクセス・ポイント１から図１２に示すような制御パケット或いはデータパケットを受信してていない場合には、制御回路６０が送信すべきデータを送受信部６４に設定する。送信準備が整うと、図１４に手順Ｓ３０で示されるように無線ステーション装置４−１の送信部６４から送信要求（ＲＴＳ）パケットがアクセス・ポイント１に送信される。この送信要求（ＲＴＳ）に対してアクセス・ポイント１は、ある時間期間ｔｄ１を待ってから、図１４に手順Ｓ３１で示すように送信クリア（ＣＴＳ）パケットを無線ステーション装置４−１に送る。無線ステーション装置４−１では、送信クリア（ＣＴＳ）パケットを受けると、図１４に手順Ｓ３２に示すように送受信部６４に設定されたデータのパケットがアンテナ６５から電波として送信される。
【００８２】
アクセス・ポイント１においては、無線ステーション装置４−１から送信された電波がアダプティブ・アレイ・アンテナ２により受信され、ビーム形成回路５１−１〜５１−Ｍを介してビーム選択部５２に受信信号が入力される。ビーム選択部５２では、ビーム形成回路５１−１〜５１−Ｍの受信信号の一つが選択される。選択された受信信号は、制御回路５５に入力される。
【００８３】
パケット長判定部５３は、制御回路５５に入力された受信信号のパケット長を判定し、これに基づいて無線ステーション装置４−１が次に送信すべきデータパケットのパケット長の情報を制御パケット生成部５４に送る。制御パケット生成部５４は、パケット長判定部５３によって与えられたパケット長の制御パケットを生成し、制御回路５５に送る。
【００８４】
アクセス・ポイント１の制御回路５５は、無線ステーション装置４−１から送信された信号の受信が成功すると、受信信号パケットが送信要求（ＲＴＳ:Request To Send）パケットなら図１４に手順Ｓ３１で示すように送信クリア（ＣＴＳ:Clear To Send）パケット、また、図１４に手順Ｓ３３で示すように受信信号パケットがデータパケットならＡＣＫパケットをRTSもしくはACKパケットを受信したビーム形成回路とアレイアンテナ２で形成されるアンテナパターンを介して無線ステーション装置４−１の送受信部６４に送る。制御回路５５は、受信に用いたアンテナパターンを介してＣＴＳパケットまたはＡＣＫパケットを送信する。また、制御回路５５は、受信に用いたアンテナビーム以外のアンテナビームを形成するときには、制御パケット生成部５４で生成された制御パケットを送信する。
【００８５】
このようにしてアクセス・ポイント１から送信されるパケットのうち、ＣＴＳパケットまたはＡＣＫパケットは、無線ステーション装置４−１によって受信され、図１３に示される制御パケットは、他の無線ステーション装置４−２〜４−Ｎによって受信される。
【００８６】
また、他の無線ステーション装置４−２では、図１４に手順Ｓ３１で示すようにアクセス・ポイント１から送信クリア（ＣＴＳ:Clear To Send）パケットが無線ステーション装置４−１に送信された際に、図１４に手順Ｓ３４で示すようにアクセス・ポイント１から制御パケットが受信される。この無線ステーション装置４−２において、アクセス・ポイント１に送信すべきデータパケットがある場合には、この制御パケット及び送信すべきデータパケットに基づいてある時間期間ｔｄ２だけ待っ送信タイミングが決定され、図１４に手順Ｓ３５で示すようにこの送信タイミングで無線ステーション装置４−２〜４−Ｎからアクセス・ポイント１にデータパケットが送信される。
【００８７】
アクセス・ポイント１は、無線ステーション装置４−１及び４−２から送信された信号の受信が成功すると、ある時間期間ｔｄ１だけ待って図１４に手順Ｓ３３及びＳ３６で示すようにＡＣＫパケットを無線ステーション装置４−１及び４−２に送信して一連の手続きを終了する。
【００８８】
図１２に示すアクセス・ポイント１と無線ステーション装置４−１〜４−Ｎとの間におけるパケットの送受信手順について図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃ及び図１７を参照してより詳しく説明する。
【００８９】
アクセス・ポイント１は、例えば、図１５Ａに示すように無線ステーション装置４−１と４−２の間に位置し、アップリンクにおいては、無線ステーション装置４−１から送信される信号を受信しているものとする。図１５Ｂに示すようにダウンリンクにおいては、無線ステーション装置４−１の方向にアンテナビーム８１が形成され、他の無線ステーション装置４−２の方向を含む方向に対してはアンテナビーム８２が形成される。これらのアンテナビーム８１，８２は、ビーム形成回路５１−１〜５１−Ｍによって形成される。
【００９０】
図１６Ａ〜１６Ｃは、無線ステーション装置４−１、アクセス・ポイント１及び無線ステーション装置４−２の送受信動作を示すタイムチャートを示し、図１７は、無線ステーション装置４−１、アクセス・ポイント１及び無線ステーション装置４−２間における動作手順を示している。図１６Ａ〜１６Ｃでは、無線ステーション装置４−１がデータパケットを送信する前に、無線ステーション装置４−１からアクセス・ポイント１にＲＴＳパケット９１が送信され、ＲＴＳパケット９１を受信したアクセス・ポイント１は、ＣＴＳパケット９２を無線ステーション装置４−１に送信し、ＣＴＳパケット９２を受信した無線ステーション装置４−１がデータパケット９３を送信する手順が示されている。なお、ＲＴＳパケット９１には、無線ステーション装置４−１でのデータパケットの送信予約時間の情報が含まれ、このＲＴＳパケット９１によってアクセス・ポイント１は、無線ステーション装置４−１からのデータパケットの転送が終了する最大終了時刻を知ることができる。
【００９１】
また、アクセス・ポイント１は、無線ステーション装置４−１の方向に向けた図１２（Ｂ）のアンテナビーム８１を用いて、制御回路５５で生成されたＣＴＳパケット９２とＡＣＫパケット９６を無線ステーション装置４−１に送信するとともに、アクセス・ポイント１は、無線ステーション装置４−２の方向をカバーするアンテナビーム８２を用いて、制御パケット生成部５４で生成された図１３に示される制御パケット９４を無線ステーション装置４−２に送信する。この制御パケット９４には、無線ステーション装置４−１から送信されてきたＲＴＳパケット９１に含まれる送信予約時間によって求められた送信終了時刻ｔｅ１の情報、即ち、期間の情報(duration)が含まれている。
【００９２】
ここで、他の無線ステーション装置４−２がアクセス・ポイント１に送信すべきデータパケットを有している場合、無線ステーション装置４−２は、アクセス・ポイント１から送信された制御パケット９４の解析に基づいてそのデータパケットの送信タイミングを決定している。即ち、制御パケット９４が制御パケット判定部６１に入力され、この制御パケット判定部６１からは、送信終了予定時刻ｔｅ１が判定結果として送信タイミング決定部６２に出力される。送信タイミング決定部６２は、次に送信すべきデータパケット９５の送信タイミングをその送信終了予定時刻ｔｅ２が無線ステーション装置４−１から送信されているデータパケット９３の送信終了予定時刻ｔｅ１と同一となるように決定し、あるいは、アクセス・ポイント１が無線ステーション装置４−２からのデータパケット９５の受信中に、無線ステーション装置４−１からのデータパケット９３に対するＡＣＫパケット９６の送信時間と重ならない送信タイミングでデータパケット９５を送信する。
【００９３】
この他の無線ステーション装置４−２では、送受信部６４において、図１８のステップＳ４０に示すようにパケットを受信すると、このパケットが図１７の手順Ｓ２０に示すように制御部６０に送られ、このパケットが制御パケットであるか否かが制御パケット判定部６１で判定される。受信されたパケットが制御パケットでない場合には、無線ステーション装置４−２からアクセス・ポイント１にはデータパケットが送信されない（図１８のステップＳ４１、Ｓ４２）。受信されたパケットが制御パケットである場合には、図１７の手順Ｓ２１に示すようにそのパケットの情報が制御パケット判定部６１に送られ、この制御パケット判定部６１において、図１８のステップＳ４３に示すように制御パケットの期間(duration)から送信終了時刻が決定される。この送信終了時刻は、図１７の手順Ｓ２０に示すように送信タイミング決定部６２に与えられる。また、送信されるべきデータパケットの情報が図１７の手順Ｓ２３に示すように制御回路６０からパケット長判定部６３に送られ、このパケット長判定部６３において、このデータパケットのパケット長から、図１８のステップＳ４３に示すようにこのデータパケットを送信するに要する時間期間が計算される。この時間期間は、図１７の手順Ｓ２４に示すように送信タイミング決定部６４に与えられる。この送信タイミング決定部６４において、送信終了時刻までに送ることができないパケット長を有しているかが判定され（図１８のステップＳ４４）、データパケットが送信できない場合には、送信終了時刻までの期間におけるデータパケットの送信が中止される（図１８のステップＳ４２）。送信終了時刻までの期間内にデータパケットを送信できる場合には、送信タイミング決定部６４において、データパケットの送信が送信終了時に一致されるように、データパケットの送信を開始する送信タイミングが決定される（図１８のステップＳ４５）。図１７の手順Ｓ２５に示すように、この送信タイミングが制御回路６０に与えられ、図１７の手順Ｓ２６に示すように、この送信タイミングでデータパケットが制御回路６０から送受信部６４に与えられて無線ステーション装置４−２からアクセス・ポイント１に送信される（図１８のステップＳ４６）。
【００９４】
このようにアクセス・ポイント１は、ＡＣＫパケット９６の送信中に無線ステーション装置４−２からのデータパケット９５を受信することがないので、ＳＤＭＡが可能となる。アクセス・ポイントがＣＳＭＡ方式を使用している場合、アクセス・ポイントは、送信信号と受信信号が干渉となるため、送信と受信を同時に行うことは難しいが、本実施形態ではアクセス・ポイント１が送信と受信を同時に行うことなくＳＤＭＡを行うことが可能となるという利点がある。
【００９５】
制御パケットを受信した無線ステーション装置は、送信要求がなければデータパケットを送信しない。このとき、アクセス・ポイント１は、図１６Ｂに示されるようにＡＣＫパケット９６を送信するタイミングで制御パケット９７を送信することが可能である。
【００９６】
図１９を参照して、この発明の第４の実施形態における無線ステーション装置４−ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）の回路構成を説明する。
【００９７】
図１９に示すように無線ステーション装置４−ｉは、図１２に示した無線ステーション装置４−ｉにランダム確率発生部６６が追加されている。図１９に示すように無線ステーション装置４−ｉでは、制御パケット判定部６１は、アクセス・ポイント１から送信されてきた制御パケットが全ての無線ステーション装置４−ｉを送信宛先とするブロードキャストアドレスを有するか否かを判定する機能をも有する。ランダム確率発生部６６は、あるランダム確立、例えば、０以上かつ１以下のランダム確率を発生して、それを送信タイミング決定部６２に与える。
【００９８】
次に、図１９に示す無線ステーション装置を備える無線通信システムの動作を図１２に示した無線通信システムとの相違点に着目して説明する。
【００９９】
無線ステーション装置４−ｉにおいて、アンテナ６５からの受信信号は、送受信部６４に入力され、この受信信号のパケットは制御回路６０を介して、或いは、直接に制御パケット判定部６１に入力される。一方、制御回路６０が送受信部６４にＲＴＳパケットを送出すると、そのＲＴＳパケットのパケット長がパケット長判定部６３で判定される。
【０１００】
制御パケット判定部６１で制御パケットがブロードキャストアドレスを有すると判定されると、送信タイミング決定部６２においてランダム確率発生部６６で発生されたランダム確率に従って、パケットの送信タイミングがランダムに決定される。このランダムに決定された送信タイミングで制御回路６０から送受信部６４にデータパケットが入力され、アンテナ６５によって送信される。
【０１０１】
アクセス・ポイント１とインフラストラクチャモードで通信する無線ステーション装置４−ｉが複数あるときには、複数の無線ステーション装置４−ｉがアクセス・ポイント１から送信された制御パケットを受信することになる。従って、アクセス・ポイント１が制御パケットを送信すべき一つの無線ステーション装置の宛先アドレスを複数の無線ステーション装置４−ｉのアドレスの中から選択すれば、制御パケットを受信した無線ステーション装置は他の無線ステーション装置から送信されるデータパケットと衝突することなくデータパケットを送信することができる。
【０１０２】
アクセス・ポイント１から送信された制御パケットを受信した無線ステーション装置は、送信要求のない場合には、データパケットを送信しないので、アクセス・ポイント１は、他の無線ステーション装置を宛先アドレスとして制御パケットを送信する。しかし、無線ステーション装置４−ｉの数が多く、個々の無線ステーション装置の送信要求が少ないときなどは、このように無線ステーション装置の宛先アドレスを変更して制御パケットを送信する方法では、処理が煩雑となる。
【０１０３】
これに対して、本実施形態ではアクセス・ポイント１から制御パケットを送信する際、宛先アドレスをブロードキャストとして、全ての無線ステーション装置４−ｉに制御パケットを送信することで、アクセス・ポイント１が制御パケットの宛先アドレスを変更する手間を省きつつ、送信要求のある無線ステーション装置が直ちにデータパケットを送信することができる。
【０１０４】
この場合、複数の無線ステーション装置４−ｉが送信する権利を有し、それぞれランダム確率発生部６６で生成されたランダム確率に従ったタイミングでパケットが送信されることによって、複数の無線ステーション装置４−ｉが送信要求状態にあっても、それぞれが送信するパケットが衝突する確率を減らすことが可能となる。
【０１０５】
以上説明した第１〜第４実施の形態に係る無線通信システムによればＣＳＭＡ方式にＳＤＭＡ方式を適用しつつ、アクセス・ポイントが複数の無線ステーション装置との間で良好な送受信を行うことができる。
【０１０６】
図２０〜図２７を参照して、この発明の第５〜第９の実施の形態に係る無線通信システムについて説明する。
【０１０７】
図２０に示される第５の実施の形態に係る無線通信システムでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ(Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance)プロトコルが適用されている。
【０１０８】
図２０に示されように、有線ネットワークなどに接続されるアクセス・ポイント１０１は、無線信号を送受信する無線モジュール部１０２−１及び１０２−２を備えている。無線モジュール部１０２−１と同一のチャネルを使用する一つまたは複数の互いに自立的に送信の可否を判断して、無線パケットの衝突を回避するＣＳＭＡ／ＣＡ方式に基づく無線ステーション装置１０３−１〜１０３−ｎと、無線モジュール部１０２−２と同一のチャネルを使用する一つまたは複数の互いに自立的に送信の可否を判断して、無線パケットの衝突を回避するＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance）方式に基づく無線ステーション装置１０４−１〜１０４−ｍから構成される。
【０１０９】
図２０に示されるシステムにおいては、無線モジュール部１０２−１が送信する信号は、無線モジュール部１０２−２において、異なるチャネルであっても受信され、また、１０２−２が送信する信号も無線モジュール１０２−１において受信される。
【０１１０】
このような無線通信システムに対して、無線モジュール間の送信信号の干渉によって、パケットの転送誤りを避けることを図ったこの発明の第５の実施の形態に係る無線通信システムを説明する。
【０１１１】
図２１は、この発明の第５の実施の形態に係るアクセス・ポイント１０１のブロック図を示している。図２１において、無線モジュール１０２−１は、送受信アンテナ２０１及び送受信部２０２、受信情報通知部２０３及び無線モジュール制御部２０４を有する。無線モジュール１０２−２は、同様に送受信アンテナ２０５、送受信部２０６、受信情報取得部２０７及び無線モジュール制御部２０８を有する。
【０１１２】
図２１に示すアクセス・ポイント１０１においては、送受信アンテナ２０１で受信された無線信号は、送受信部２０２で復調され、データとして無線モジュール制御部２０４に入力される。無線モジュール制御部２０４は、受信中データの受信期間またはデータの受信終了時刻の情報を、受信情報通知部２０３に送信し、受信情報通知部２０３は、受信期間またはデータの受信終了時刻の情報を無線モジュール１０２−２の受信信号取得部２０７に送信する。受信信号取得部２０７は、無線モジュール１０２−１が受信中であることを無線モジュール制御部２０８に通知し、無線モジュール制御部２０８は、送受信部２０６を制御して、無線モジュール１０２−２の送受信アンテナ２０５が無線信号を出力しないように制御している。
【０１１３】
このように、無線モジュール部１０２−１が同一チャネルを使用する無線ステーション装置から無線信号を受信中に、無線モジュール１０２−１と異なるチャネルを使用するまたは異なる指向性アンテナを有する同一チャネルの無線モジュール１０２−２は、無線信号を送信しないように制御される。よって、無線モジュール１０２−１が受信中の無線信号は、干渉信号となるような無線モジュール１０２−２の送信信号が出力されないため、受信中の無線信号の誤りを減らすことができる。
【０１１４】
無線モジュール１０２−１及び無線モジュール１０２−２が隣接周波数帯を使用していた場合であっても、互いに送信する信号は異なる周波数ではあるが、無線モジュール１０２−１が出力する無線信号はフィルタでは抑圧しきれずに受信してしまう。無線モジュールは、大きな電力で信号を送信しているので、同一の筺体または近隣の場所に設置されていると、互いに無線モジュールは隣接した異なる周波数であろうとも干渉を与えてしまう。
【０１１５】
このために、無線モジュール部が互いに送受信のタイミングを協調して動作することが求められる。
【０１１６】
図２２を参照して、この発明の第５の実施の形態に係る無線通信システム無線モジュール部１０２−１、１０２−２の動作を説明する。
【０１１７】
図２２においては、無線モジュール部１０２−１が夫々ＡＣＫパケット３０１−０・・・３０１−２を送信して、データパケット３０２−０〜３０２−３を受信している。また、無線モジュール部１０２−２が夫々同期パケット３０３−０及びＡＣＫパケット３０４−０〜３０４−１を送信し、データパケット３０５−０〜３０５−１を受信している。
【０１１８】
無線モジュール１０２−１は、データパケット３０２−０を受信すると、無線モジュール１０２−１がデータパケットを受信している状況にあることを無線モジュール１０２−２に伝達する。また、同時に受信したデータパケット３０２−０のパケット時間長及びパケット受信終了時刻も無線モジュール１０２−２に通知する。即ち、データパケット３０２−０の受信に応答して制御部２０４は、その受信、データパケット３０２−０のパケット時間長及びパケット受信終了時刻を受信情報通知部２０３を介して無線モジュール１０２−２の受信情報取得部２０７に与えている。無線モジュール１０２−１は、データパケットを受信し終えると、ＡＣＫパケット３０４−０を無線ステーション装置１０３−１〜１０３−ｎに送信する。ＡＣＫパケット３０４−０の送信に同期して、無線モジュール１０２−２は、無線モジュール１０２−１が送信するＡＣＫパケット３０１−０と同じ時間長で同期パケットを送信する。即ち、無線モジュール１０２−２は、受信情報取得部２０７で取得されたデータパケット３０２−０のパケット時間長及びパケット受信終了時刻からＡＣＫパケット３０１−０の送信タイミングを予想し、制御部２０８は、送受信部２０６から無線ステーション装置１０４−１〜１０４−ｍにこの送信タイミングで同期パケットを送信させる。この同期パケットには、送信終了時刻の情報が含まれており、無線モジュール１０２−２と同一のチャネルを使用している無線ステーション装置１０４−１〜１０４−ｍが送信終了すべき時刻を知ることができる。無線ステーション装置１０４−１〜１０４−ｍは、同期パケット３０３−０を受信し、送信すべきデータパケットがある場合に、同期パケット３０３−０によって通知された送信終了時刻にて送信が終了するようにデータパケットの時間長と送信時刻を決定してデータパケットを送信する。
【０１１９】
無線モジュール１０２−１は、フラグメント化されたデータパケットを連続して受信される場合、無線モジュール１０２−２と同じチャネルを使用している無線ステーション装置１０４−１〜１０４−ｍも、同期パケット３０３−０で通知された、パケット時間長にデータパケットを分割してデータパケットを無線モジュール１０２−２に送信する。従って、無線モジュール１０２−１及び無線モジュール１０２−２で送受信を同時に実行できる。ここで、送信されるデータパケット３０１−０〜３０１−２及び３０２−０〜３０２−２は、同一のパケット長を有し、同一の時間期間で伝送される。また、この送信されるデータパケット３０１−０〜３０１−２及び３０２−０〜３０２−２には、図５或いは図６に示されるようにでパケット中に送信時間期間に関する情報が含まれ、この時間期間の情報からデータパケット３０２−０のパケット時間長或いはパケット受信終了時刻が求められても良い。
【０１２０】
以上により、分散制御であるＣＳＭＡ／ＣＡ方式の無線ＬＡＮでは、お互いに干渉を与えてしまう無線モジュールを使用することができ、無線周波数を有効に利用することが可能である。このために、上記無線モジュールの使用するチャネルを隣接チャネルにすることが可能である。
【０１２１】
また、無線モジュールの使用する周波数チャネルが同一であって、夫々の無線モジュールが異なる指向性を有するアンテナ、もしくは自由に指向性を変更できるアダプティブアレイ、スマートアンテナを使用していた場合にも、同期パケットは有効であり、アンテナでのまわり込みによるパケットの送受信誤りを避けることが可能となる。
【０１２２】
図２３を参照して、この発明の第６の実施の形態に係る無線通信システムにおける無線モジュール部１０２−１と１０２−２の動作を説明する。
【０１２３】
無線モジュール１０２−１が同期パケット４０１−０を送信して、無線モジュール１０２−１が無線モジュール１０２−１と同一のチャネルを使用している無線ステーション装置１０３−１〜１０３−ｍが送信するデータパケット４０２−０を受信している。また、データパケット４０２−０が無線モジュール１０２−１で受信されると、無線モジュール１０２−１からは、無線ステーション装置１０３−１にＡＣＫパケット４０１−１が送信される。また、無線モジュール１０２−２が同期パケット４０３−０を送信して、無線モジュール１０２−２と同じチャネルを使用している無線ステーション装置１０３−１〜１０３−ｍがデータパケット４０４−０を送信する。データパケット４０４−０を受信した無線モジュール１０２−２は、ＡＣＫパケット４０３−１を無線ステーション装置１０３−１〜１０３−ｍに送信する。
【０１２４】
無線モジュール１０２−１と無線モジュール１０２−２は、夫々何もデータパケットを受信していないときには、同期パケットを夫々が送信する。同期パケットを受信した無線ステーション装置１０３−１〜１０３−ｍは、同期パケットによって、決められたデータパケット送信終了時刻に送信終了するようにパケットを送信する。よって、この無線通信システムにおいては、無線モジュール１０２−１と１０２−２は、同時にＡＣＫパケット４０１−１と４０３−１を送信することができる。
【０１２５】
同期パケット４０１−０と４０３−０は、常に送信せずとも、１度の同期パケットにより、無線ステーション装置のデータパケット送信終了時刻を周期的に決定することもできる。
【０１２６】
ここで、同期パケットは、図１３に示されるような制御パケットと同様な構造を有し、無線モジュール１０２−１、１０２−２がデータパケットの受信を完了する期間に関する情報或いは時刻に関する情報を含んでいる。即ち、同期パケットは、無線ステーション装置の送信するデータパケットの受信終了時刻を決定するものであって、その効果をもたらす情報が含まれていればどのような情報でもよい。例えば、送信終了時刻の代わりに送信開始時刻だけの情報で、データパケットの時間長はあらかじめ決められていてもよい。
【０１２７】
無線モジュール１０２−２と同一のチャネルを使用する無線ステーション装置１０３−１〜１０３−ｍは、無線モジュール１０２−１がパケット受信期間中に送信終了するならば、無線モジュール１０２２がＡＣＫパケットを送信しないパケットを送信することが可能である。
【０１２８】
再び、図２４及び図２５を参照してこの発明の第８の実施の形態に係る無線通信システムを説明する。
【０１２９】
図２１に示すようにアクセス・ポイント内の無線モジュール部１０２−１は、送受信アンテナ２０１と、送受信部２０２と、無線モジュール制御部２０３と、送信情報通知部２０４とを有する。無線モジュール部１０２−２は送受信アンテナ２０５と、送受信部２０６と、送信情報取得部２０７と、無線モジュール制御部２０８とを有する。
【０１３０】
図２４及び図２５を参照して信号の流れを説明する。無線モジュール１０２−１にデータ送信要求があると、無線モジュール制御部２０３が、送受信部２０２を介してデータを無線信号に変調し、送受信アンテナ２０１を使って無線信号を送信する。また、無線モジュール制御部２０３は、送信情報通知部２０４に対して送受信部２０２が無線信号を送信していることを無線モジュール１０２−２の送信情報取得部２０７に通知する。無線モジュール制御部２０８は、送信情報取得部２０７から無線モジュール１０２−１がパケット送信中であることを判断する。無線モジュール制御部２０８は、送信情報取得部２０７からの信号より、送受信部２０６にデータを出力する。送受信部２０６は、送受信アンテナ２０５を使って無線信号を送信する。
【０１３１】
図２４に示すように無線モジュール１０２−１は、データパケット６０１−０・・・６０１−２を送信し、データパケットに対応したＡＣＫパケット６０２−０・・・６０２−２を受信する。これに対して、無線モジュール１０２−２は、無線ステーション装置のパケットを受信しないようにダミーパケット６０３−０、６０３−１を送信する。
【０１３２】
このように無線モジュール１０２−１が送信中に、無線モジュール１０２−２からダミーパケットを送信すると、無線モジュール１０２−２と同一のチャネルを使用している無線ステーション装置は、キャリア・センスをして、パケットを送信しない。無線モジュール１０２−１が送信しているときに無線モジュール１０２−２は、受信不可能であるので、無線モジュール１０２−２と同一のチャネルを使用している無線ステーション装置は、無駄なパケット送信を減らすことが可能となる。
【０１３３】
このときのパケット６０３−０，６０３−１は、無線モジュール１０２−１が送信しているパケットと同一の時間長をもち、無線ステーション装置が物理的にキャリア・センスするようなダミーパケットであってもよいし、ＲＴＳパケットのような、無線ステーション装置の仮想的なキャリア・センスの情報（ＮＡＶ情報）を設定するようなパケットであってもよい。
【０１３４】
また、無線モジュール１０２−２と同一のチャネルを使用する無線ステーション装置が、１０２−１が送信する信号を受信して判断することが可能であるとき、１０２−２と同一のチャネルを使用する無線ステーション装置は、パケットが受信されないことを知ることが可能となる。
【０１３５】
再び、図２５を参照してこの発明の第９の実施の形態に係る無線通信システムを説明する。
【０１３６】
図２５に示すように無線モジュール１０２−１は、データパケット７０１−０を送信し、無線モジュール１０２−２は、無線モジュール制御部２０８によって制御されて無線モジュール１０２−１が送信中であることを判断し、データパケット７０１−０の送信終了時刻と同じ時刻に送信が終了するようにデータパケット７０３−０を送信する。従って、無線モジュール１０２−１、無線モジュール１０２−２は、同じタイミングでＡＣＫパケット７０２−０、７０４−０を受信することが可能となる。
【０１３７】
このとき、無線モジュール１０２−２の送信するデータパケット７０３−０の送信終了時刻は、無線モジュール１０２−１がデータパケット７０１−０送信中に、無線モジュール１０２−２がＡＣＫパケット７０４−０を受信せず、また、無線モジュール１０２−２がデータパケット７０３−０送信中に、無線モジュール１０２−１がＡＣＫパケット７０２−０を受信しないぐらいの時間のずれは許容される。また、無線モジュール１０２−２は、データパケットの送信終了時刻を決定する以外に、データパケットの送信開始時刻とパケット時間長を決定することで、上記の動作を実現することも可能である。
【０１３８】
この発明の第９の実施の形態に係る無線通信システムの変形例を説明する。
【０１３９】
無線モジュール１０２−１と無線モジュール１０２−２は、データパケットの送信開始時間を決定する前に、無線制御モジュール部２０４，２０８によって制御されてキャリア・センスを同一時刻にセンスする。これにより、無線モジュール１０２−１と無線モジュール１０２−２の送信開始時間を同時にすることができる。このとき、送信するパケットの時間長を無線モジュール１０２−１と無線モジュール１０２−２とで同一にすることにより送信終了時刻をそろえて送信することができる。
【０１４０】
また、無線モジュール１０２−１が送信期間中に、無線モジュール１０２−２はＡＣＫパケットのいらないデータパケット、もしくはブロードキャストパケット或いはマルチキャストパケットを送信することが可能となる。
【０１４１】
ここで、無線モジュールが、上記のような同期パケットを送信するなどの協調動作を行うことを同期モードとし、夫々の無線モジュール部が自立分散で動作を行うことを非同期モードとする。非同期モードでは、同期パケットの送信などを行わず、無線モジュール間での送信信号の送受信アンテナを介した回り込みによってのパケット誤りを許容することになる。
【０１４２】
無線モジュール１０２−１と無線モジュール１０２−２が、送受信するためのデータ量が、無線パケットの時間長に直したときに、大きい場合に上記の同期モードになることを決定し、それ以外の場合には非同期モードとなる。このとき、アクセス・ポイントは、各モジュール間の制御を行わないために処理が簡単で済み、同期モードにおいてはパケットを効率的に送受信することができる。また、もしくは、パケット時間長が小さいときに上記の動作を行うことを決定することも可能である。
【０１４３】
また、図２６に示すように各無線モジュール１０２−１，１０２−２のトラフィック統計がトラフィック統計処理部８０２に保持され、同期モード決定部８０３において、トラフィックの状態によって同期モードと非同期モードを決定することも可能である。アクセス・ポイント１０１においては、無線モジュール１０２−１，１０２−２が制御部８０１で制御され、アクセス・ポイント１０１と無線ステーション装置との間で生じるトラフィックが制御部８０１によってモニターされる。このモニターされたトラフィックは、トラフィック統計情報としてトラフィック統計処理部８０２に与えられて統計処理されてトラフィック統計処理部８０２に保持される。この統計処理されたトラフィック・データは、同期モード決定部８０３にトラフィックの状態として与えられ、同期モード決定部８０３において、この状態に応じて同期モード及び非同期モードの一方が決定される。例えば、アクセス・ポイント１０１と無線ステーション装置との間で転送されるデータ量が比較的小さい小トラフィックが煩雑に生じている場合には、同期モードが決定され、無線モジュール１０２−１，１０２−２は、制御部によって同期モードに設定され、既に述べたように無線パケットの送受信を協調動作することによってパケット伝送の効率を図るこができる。また、アクセス・ポイント１０１と無線ステーション装置との間で転送されるデータ量が比較的大きい大トラフィックが非常に多くなった場合においても、同様に同期モードが決定され、無線モジュール１０２−１，１０２−２は、制御部によって同期モードに設定されてもよい。
【０１４４】
更に、図２７に示すように無線モジュール１０１が複数のバッファ８０５−１〜８０５−ｋを有し、パケットの時間長によって異なるバッファ８０５−１〜８０５−ｋを使用することにより、パケットの時間長によって同期モードと非同期モードを決定することができる。
【０１４５】
無線モジュール１０１が送信するデータパケットは、制御部８０１によってパケットを一時格納するためのバッファ８０５−１〜８０５−ｋに保存される。無線モジュール１０１が一つのバッファ８０５−１だけを有している場合はバッファ８０５−１から任意のパケットを抽出することは難しいために、無線モジュール１０１がバッファ８０５−１〜８０５−ｋを複数所持しデータパケットを格納するときに使用するバッファが選択される。
【０１４６】
この無線システムでは、送信すべきデータパケットが制御部４０１に入力されると、そのパケットの時間長がパケット時間長判定部８０６で判定され、そのパケットのパケット時間長に対応したバッファサイズを有するデータバッファ８０５−１〜８０５−ｋに入力される。従って、データバッファ８０１−１〜８０５−ｋには、夫々異なるパケット時間長を有するパケットデータが格納される。無線モジュール１０１ー１がデータパケットを送信する際には、制御部８０１が送信すべきデータパケットが格納されているデータバッファ８０１−１〜８０５−ｋの１つが選択される。この選択によって制御部８０１は、パケットデータの時間長が基準となるパケットデータ長よりも大きいかを判定し、この判定に従って、同期モードと非同期モードを決定する。パケットデータの時間長が基準となるパケットデータ長よりも大きい場合には、制御部８０１は、無線モジュール１０２−１、１０２−２を同期モードに設定し、パケットデータの時間長が基準となるパケットデータ長よりも小さい場合には、制御部８０１は、無線モジュール１０２−１、１０２−２を非同期モードに設定する。
【０１４７】
上述した実施の形態において、アクセス・ポイントと従属関係のある無線ステーション装置は、同期パケットを受信してもパケット送信の可否をランダムで決定する。これにより、同期パケットを受信した複数の無線ステーション装置が同時に送信してパケット衝突を起こすことを回避することが可能となる。
【０１４８】
また、無線ステーション装置がトラフィック、キャリア・センス、パケットの優先順位（ＱｏＳ）などによりパケット送信するランダム確率を決定することも可能。
【０１４９】
同期パケットを受信した無線ステーション装置が複数あり、その複数の無線ステーション装置が夫々送信要求を有する場合などはパケット衝突を起こしてしまう。無線ステーション装置が同期パケットを受信しても送信するか否かをランダムな確立で決定することでパケット衝突を回避することができる。無線ステーション装置は同一チャネルを使用している無線ステーション装置もしくはアクセス・ポイントのトラフィック情報を取得して、パケット送信する確率を決定し効率的なパケット伝送を行うことができる。
【０１５０】
このパケット送信する確率を決定するのは上位レイヤーで決定されるパケットの優先順位（ＱｏＳ）などからも決定することができる。
【０１５１】
また、同期パケットの宛先アドレスが固有の無線ステーション装置を指定して、指定された無線ステーション装置パケット送信をするようにすると、パケット衝突が発生しないために効率が上昇する。このために、同期パケットの宛先アドレスは、すべての無線ステーション装置を示すものであっても良いし、ある複数ないし固有の無線ステーション装置を指定してもよい。
【０１５２】
無線モジュールが使用するチャネルは、周波数的に隣接したチャネルであってもよい。また、無線モジュールが所持する送受信用アンテナが指向性をもったアンテナを使用し周波数的には同一のチャネルであってもよい。送受信用アンテナがアダプティブアレイのような指向性が可変なアンテナであっても可能であり、無線モジュールが一つのアレイアンテナを共用し、アンテナビームパターンをマルチビームにすることで無線信号を、各無線モジュールに送受信する場合も考えられる。このため、請求項におけるチャネルとは周波数的に異なるチャネルではなくてもよく、周波数とアンテナビームパターンによって決まる固有の無線ステーション装置を収容するようなチャネルであってもよい。
【０１５３】
また、各無線モジュールとは別にアクセス・ポイント内に制御部を有することによって、同期モードの動作を実現することも可能である。このとき、無線モジュールＭ１、Ｍ２の区別はなく、アクセス・ポイント内の制御部によって、Ｍ１、Ｍ２の動作を決定することになる。
【０１５４】
尚、図１及び図２０に示したようにアクセス・ポイントと無線ステーション装置から構成される無線システムに限らず、図２８に示すようにそれぞれがアダプティブアンテナアレイ２−１及び２−２を有する無線通信装置１−１，１−２にこの発明が適用されても良いことは明らかである。図２８に示す無線通信装置１−１，１−２は、図１及び図２０に示した無線通信端末と同様に夫々受信モジュール１１−１〜１１−３及び１１−４〜１１−６、送信モジュール１２−１〜１２−３及び１２−４〜１２−６、受信終了検出部１８−１，１８−２及び送信許可部１９−１，１９−２を備えている。
【０１５５】
また、図２９に示すようにアダプティブアンテナアレイ２−１及び２−２に代えて互いに隣接するチャネル１及び２をキャリアとして送受信するアンテナ９１、９２及び送信モジュール１１−１，１１−２，１１−３，１１−４及び受信モジュール１２−１，１２−２，１２−３，１２−４を夫々切り換えるスイッチ９３，９４を備えた無線通信装置１−１、１−２に本発明が適用されても良い。
【０１５６】
図２９に示されている無線システムは、送信時及び受信時にアンテナ９１、９２が送信モジュール１１−１，１１−２，１１−３，１１−４及び受信モジュール１２−１，１２−２，１２−３，１２−４に夫々切り換えられる点が異なるのみで、上述した実施の形態の何れをも適用することができる。
【０１５７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、無線装置間で良好に送受信ができる無線通信装置及びそのシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の第１の実施の形態に係る無線ＬＡＮシステムを概略的に示すブロック図である。
【図２】図１に示されるアクセス・ポイントを概略的に示すブロック図である。
【図３】図２に示されるアクセス・ポイントにおける送受信の動作を説明する為のフローチャートである。
【図４】図１に示されるアダプティブ・アレイ・アンテナを概略的に示すブロック図である。
【図５】図２に示される最大受信終了時刻検出部の詳細を概略的に示すブロック図である。
【図６】図１に示されるアクセス・ポイントと無線ステーション装置との間で転送されるデータパケットの構造を示す略図である。
【図７】同様に図１に示されるアクセス・ポイントと無線ステーション装置との間で転送されるデータパケットの構造を他の例として示す略図である。
【図８】図２に示される送信許可部の詳細を概略的に示すブロック図である。
【図９】図２に示される最大受信終了時刻検出部のより詳細な回路例を概略的に示すブロック図である。
【図１０】図９に示される最大受信終了時刻検出部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】この発明の他の実施の形態に係るアクセス・ポイントを概略的に示すブロック図である。
【図１２】この発明の他の実施の形態に係る無線ＬＡＮシステムにおけるアクセス・ポイントおよび無線ステーション装置を概略的に示すブロック図である。
【図１３】図１２に示される無線ＬＡＮシステムにおいて無線通信装置間で転送される制御パケットの構造を示す略図である。
【図１４】図１２に示される無線ＬＡＮシステムにおける送受信の動作を説明する為の説明図である。
【図１５】（Ａ）は、この発明の他の実施形態に係るアクセス・ポイント及び無線ステーション装置の配置を示すブロック図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すシステムにおけるダウンリンクでのアクセス・ポイントが各無線ステーション装置の方向に形成するアンテナビームのパターンを示す図である。
【図１６】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１５（Ａ）に示すシステムにおける動作を説明するためのタイムチャートであり、
【図１７】図１５（Ａ）に示すシステムにおける送受信の動作を説明する為の説明図である。
【図１８】図１５（Ａ）に示すシステムにおける送受信の動作を説明する為のフローチャートである。
【図１９】この発明の他の実施形態における無線ステーション装置の回路構成を示すブロックである。
【図２０】この発明の更に他の実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。
【図２１】図２０に示すアクセス・ポイントの回路構成を示すブロック図である。
【図２２】図２１に示す無線モジュールが送受信するパケットの概念を説明するための図である。
【図２３】図２１に示す無線モジュールが送受信するパケットの概念を説明するための図である。
【図２４】図２１に示す無線モジュールが送受信する更に他のパケットの転送動作を説明するための図である。
【図２５】図２１に示す無線モジュールが送受信する更にまた他のパケットの転送動作を説明するための図である。
【図２６】図２１に示すアクセス・ポイントの回路構成の変形例を示すブロック図である。
【図２７】図２１に示すアクセス・ポイントの回路構成の他の変形例を示すブロック図である。
【図２８】この発明の更にまた他の実施の形態に係る無線通信装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２９】この発明のまた更に他の実施の形態に係る無線通信装置の回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１．．．アクセス・ポイント１
２．．．アダプティブ・アレイ・アンテナ
３−１〜３−３．．．アンテナビーム
４−１〜４−３．．．無線ステーション装置
５．．．バックボーン網５
１０．．．送信データ供給部
１１−１〜１１−３．．．受信モジュール
１２−１〜１２−３．．．送信モジュール
１５．．．設定部
１６．．．算出部
１７．．．送信制御部
１８．．．受信終了検出部
１９．．．送信許可部
２０−１，２０−２，２０−３．．．検出部
２２．．．通知部
２１−１〜２１−３．．．検出器
２２−１〜２２−３．．．アドレス比較器
２５−１〜２５−３．．．再送データ記憶部
３０−１〜３０−３．．．アンテナ素子
３１−１〜３１−３．．．送受切り替えスイッチ
３２−１〜３２−３．．．増幅器
３３−１〜３３−３．．．ダウンコンバータ
３４−１〜３４−３．．．分配器
３５−１〜３５−３．．．受信ビーム形成回路
３６−１〜３６−３．．．送信ビーム形成回路
３７−１〜３７−３．．．合成器
４０．．．ビーム制御部
３８−１〜３８−３．．．アップコンバータ
４１−１〜４１−３．．．受信開始検出器
４２−１〜４２−３．．．受信予約検出器
４３−１〜４３−３．．．加算器
４５．．．記憶部
４６．．．更新部
５１−１〜５１−Ｍ．．．ビーム形成回路
５２．．．ビーム選択部
５３．．．パケット長判定部
５４．．．制御パケット生成部
５５．．．制御回路
６０．．．制御回路
６１．．．制御パケット判定部
６２．．．送信タイミング決定部
６４．．．送受信部
６５．．．アンテナ
１０１．．．アクセス・ポイント
１０２−１、１０２−２．．．無線モジュール部
１０３−１〜１０３−ｎ．．．無線ステーション装置
１０４−１〜１０４−ｍ．．．無線ステーション装置
２０１．．．送受信アンテナ
２０２．．．送受信部
２０３．．．受信情報通知部
２０４．．．無線モジュール制御部
２０５．．．送受信アンテナ
２０６．．．送受信部
２０７．．．受信情報取得部
２０８．．．無線モジュール制御部２０８
４０２−０〜４０２−ｍ．．．データパケット
４０１−１、４０３−１、７０２−０、７０４−０．．．ＡＣＫパケット
４０１−０、４０３−０．．．同期パケット
８０２．．．トラフィック統計処理部
８０３．．．同期モード決定部
８０５−１〜８０５−ｋ．．．バッファ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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