特許 6150877 上りリンク信号送信方法及びステーション装置と、上りリンク信号受信方法及びアクセスポイント装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6150877

(24)【登録日】2017年6月2日

(45)【発行日】2017年6月21日

(54)【発明の名称】上りリンク信号送信方法及びステーション装置と、上りリンク信号受信方法及びアクセスポイント装置

(51)【国際特許分類】

   H04W 74/08 20090101AFI20170612BHJP

【ＦＩ】

   H04W74/08

【請求項の数】8

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2015-501588(P2015-501588)

(86)(22)【出願日】2013年3月25日

(65)【公表番号】特表2015-511098(P2015-511098A)

(43)【公表日】2015年4月13日

(86)【国際出願番号】KR2013002461

(87)【国際公開番号】WO2013141672

(87)【国際公開日】20130926

【審査請求日】2016年3月24日

(31)【優先権主張番号】61/614,529

(32)【優先日】2012年3月23日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502032105

【氏名又は名称】エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(72)【発明者】

【氏名】カン， ジウォン

(72)【発明者】

【氏名】キム， ドンチョル

(72)【発明者】

【氏名】パク， キュジン

(72)【発明者】

【氏名】ジャン， ジウン

(72)【発明者】

【氏名】チョ， ハンギュ

(72)【発明者】

【氏名】パク， スンホ

(72)【発明者】

【氏名】リム， ドンゴク

【審査官】 望月 章俊

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５３２９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０１２２２９（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開２０１０−５６７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０３１０８３４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｗ４／００−Ｈ０４Ｗ９９／００

Ｈ０４Ｂ７／２４−Ｈ０４Ｂ７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線ローカル領域ネットワーク（ＷＬＡＮ）においてステーション（ＳＴＡ）によってアクセスポイント（ＡＰ）に上りリンク信号を送信する方法であって、前記方法は、
前記ＳＴＡによって、他のＳＴＡによって占有されたチャネル上で前記ＡＰに送信される前記他のＳＴＡの上りリンク信号を感知することと、
前記ＳＴＡによって、前記他のＳＴＡの前記感知された上りリンク信号に基づいて、前記他のＳＴＡの識別子情報、前記ＡＰの識別子情報、前記他のＳＴＡの上りリンク信号のタイプ、及び前記他のＳＴＡとの時間／周波数同期化情報のうちの少なくとも一つを獲得することと、
前記獲得された情報に基づいて、前記他のＳＴＡによって現在占有されているチャネル上で前記ＡＰに前記ＳＴＡの上りリンク信号を送信することと
を含む、方法。

【請求項2】

前記ＳＴＡの上りリンク信号は、前記他のＳＴＡの周波数及び信号送信タイミングと同期化して送信される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記他のＳＴＡの前記感知された上りリンク信号の周波数オフセットが所定の誤差範囲内にある場合に、前記ＳＴＡの上りリンク信号は、前記他のＳＴＡによって現在占有されているチャネル上で送信される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記他のＳＴＡの前記感知された上りリンク信号が、前記他のＳＴＡのＲＴＳ（ｒｅｑｕｅｓｔ−ｔｏ−ｓｅｎｄ）パケットであるか、又は前記他のＳＴＡのデータセグメントのうちの特定順序内のデータセグメントである場合に、前記ＳＴＡの上りリンク信号は、前記他のＳＴＡによって現在占有されているチャネル上で送信される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

無線ローカル領域ネットワーク（ＷＬＡＮ）においてアクセスポイント（ＡＰ）に上りリンク信号を送信するステーション（ＳＴＡ）であって、前記ＳＴＡは、
無線周波数（ＲＦ）ユニットと、
前記ＲＦユニットを制御するように構成されたプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、他のＳＴＡによって占有されたチャネル上で前記ＡＰに送信される前記他のＳＴＡの上りリンク信号を感知するように前記ＲＦユニットを制御するように構成され、前記プロセッサは、前記他のＳＴＡの前記感知された上りリンク信号に基づいて、前記他のＳＴＡの識別子情報、前記ＡＰの識別子情報、前記他のＳＴＡの上りリンク信号のタイプ、及び前記他のＳＴＡとの時間／周波数同期化情報のうちの少なくとも一つを獲得するように構成され、前記プロセッサは、前記獲得された情報に基づいて、前記他のＳＴＡによって現在占有されているチャネル上で前記ＡＰに前記ＳＴＡの上りリンク信号を送信するように前記ＲＦユニットを制御するように構成されている、ＳＴＡ。

【請求項6】

前記プロセッサは、前記ＳＴＡの上りリンク信号を前記他のＳＴＡの周波数及び信号送信タイミングと同期化して送信するように前記ＲＦユニットを制御する、請求項５に記載のＳＴＡ。

【請求項7】

前記プロセッサは、前記他のＳＴＡの前記感知された上りリンク信号の周波数オフセットが所定の誤差範囲内にある場合に、前記ＳＴＡの上りリンク信号を前記他のＳＴＡによって現在占有されているチャネル上で送信するように前記ＲＦユニットを制御する、請求項６に記載のＳＴＡ。

【請求項8】

前記プロセッサは、前記他のＳＴＡの前記感知された上りリンク信号が前記他のＳＴＡのＲＴＳ（ｒｅｑｕｅｓｔ−ｔｏ−ｓｅｎｄ）パケットであるか、又は前記他のＳＴＡのデータセグメントのうちの特定順序内のデータセグメントである場合に、前記ＳＴＡの上りリンク信号を前記他のＳＴＡによって現在占有されているチャネル上で送信するように前記ＲＦユニットを制御する、請求項５〜７のいずれか１項に記載のＳＴＡ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信システムに関し、無線ＬＡＮ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ、ＷＬＡＮ）システムにおいて上りリンク信号を送信する方法及び装置と上りリンク信号を受信する方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

多数の通信機器が存在する通信システムで用いられる通信技法は、通信リソースが通信機器によって占有されるか或いは割り当てられる方式によって、競合ベースの（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ）通信と非−競合ベースの（ｎｏｎ−ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ）通信とに区別することができる。非−競合ベースの通信技法は、アクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ、ＡＰ）或いはアクセスポイントを制御する制御ノード（ｎｏｄｅ）が通信機器とＡＰ間の通信のためのリソースを割り当てるのに対し、競合ベースの通信技法は、ＡＰに接続しようとする多数の通信機器間の競合によって通信リソースが占有される。

【0003】

搬送波感知多元接続（ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ、ＣＳＭＡ）

【0004】

ＣＳＭＡは、競合ベースの通信技法の一種であり、ノード或いは通信機器が、周波数バンドのような共有送信媒体（ｓｈａｒｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｅｄｉｕｍ）（共有チャネルともいう。）上でトラフィック（ｔｒａｆｆｉｃ）を送信する前に、同一の共有送信媒体上に他のトラフィックがないことを確認する確率的（ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ）な媒体接続制御（ｍｅｄｉａ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ、ＭＡＣ）プロトコルを意味する。ＣＳＭＡにおいて、送信装置は受信装置にトラフィックを送ることを試みる前に、他の送信が進行中であるか否かを判定する。言い換えると、送信装置は送信を試みる前に他の送信装置からの搬送波（ｃａｒｒｉｅｒ）の存在を検出（ｄｅｔｅｃｔ）することを試みる。搬送波が感知されると、送信装置は、自身の送信を開始する前に、進行されている他の送信送信による送信が完了（ｆｉｎｉｓｈ）するまで待つ。つまり、ＣＳＭＡは「ｓｅｎｓｅ ｂｅｆｏｒｅ ｔｒａｎｓｍｉｔ」或いは「ｌｉｓｔｅｎ ｂｅｆｏｒｅ ｔａｌｋ」の原理に基づく通信技法といえる。

【0005】

一方、近年、情報通信技術の発展に伴って様々な無線通信技術が開発されている。中でも、無線ＬＡＮ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ、ＷＬＡＮ）は、無線周波数技術に基づき、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ラップトップコンピュータ、ＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ）、スマートフォンなどのような携帯用端末を用いて家庭や企業又は特定サービス提供地域において無線でインターネットに接続（ａｃｃｅｓｓ）可能にする技術である。ユーザ数の増加、高容量マルチメディアサービスの活性化などから、無線通信システムにおいてデータ処理率（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）を増大するための方案が要求されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明ではＣＳＭＡベースの通信システムにおいて帯域幅の拡大無しにデータ処理率を増大するための方案を提供する。

【0007】

本発明で遂げようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、以下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様として、無線ローカル領域ネットワーク（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ、ＷＬＡＮ）システムにおいてステーション（ｓｔａｔｉｏｎ、ＳＴＡ）がアクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ、ＡＰ）に上りリンク信号を送信する方法であって、媒体が他のＳＴＡによって占有されていることを感知し；前記他のＳＴＡによって占有されている前記媒体上で前記ＡＰに前記上りリンク信号を送信すること、を含む、上りリンク信号送信方法が提供される。

【0009】

本発明の他の態様として、無線ローカル領域ネットワーク（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ、ＷＬＡＮ）システムにおいてアクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ、ＡＰ）に上りリンク信号を送信するステーション（ｓｔａｔｉｏｎ、ＳＴＡ）装置であって、無線周波数（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）ユニットと、前記ＲＦユニットを制御するように構成されたプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、前記ＲＦユニットを用いて、媒体が前記他のＳＴＡによって占有されていることを感知するように構成され；前記他のＳＴＡによって占有されている前記媒体上で前記ＡＰに前記上りリンク信号を送信するように前記ＲＦユニットを制御するように構成された、ステーション装置が提供される。

【0010】

本発明の更に他の態様として、無線ローカル領域ネットワーク（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ、ＷＬＡＮ）システムにおいてアクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ、ＡＰ）がステーション（ｓｔａｔｉｏｎ、ＳＴＡ）から上りリンク信号を受信する方法であって、他のＳＴＡから媒体上で信号を受信し；前記他のＳＴＡから前記信号を受信している前記媒体上で前記上りリンク信号を受信すること、を含む、上りリンク信号受信方法が提供される。

【0011】

本発明の更に他の態様として、無線ローカル領域ネットワーク（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ、ＷＬＡＮ）システムにおいてステーション（ｓｔａｔｉｏｎ、ＳＴＡ）から上りリンク信号を受信するアクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ、ＡＰ）装置であって、無線周波数（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）ユニットと、前記ＲＦユニットを制御するように構成されたプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、前記ＲＦユニットが、他のＳＴＡから信号を受信している媒体上で前記上りリンク信号を受信するように制御する、アクセスポイント装置が提供される。

【0012】

本発明の各態様において、前記ＳＴＡは、前記他のＳＴＡが前記媒体上で前記ＡＰに送信する信号を感知することによって、前記媒体が前記他のＳＴＡによって占有されていることを感知してもよい。

【0013】

本発明の各態様において、前記ＳＴＡは、前記感知された信号に基づいて、前記他のＳＴＡの識別子、前記ＡＰの識別子、前記信号の種類、及び時間／周波数同期化情報のうち少なくとも一つを獲得してもよい。

【0014】

本発明の各態様において、前記上りリンク信号は、前記他のＳＴＡの識別子、前記ＡＰの識別子、前記信号の種類、及び時間／周波数同期化情報のうち少なくとも一つを用いて、前記他のＳＴＡによって占有されている前記媒体上で前記ＡＰに送信されてもよい。

【0015】

本発明の各態様において、前記上りリンク信号は、前記他のＳＴＡの識別子、前記ＡＰの識別子、前記信号の種類、及び時間／周波数同期化情報のうち少なくとも一つを用いて、前記他のＳＴＡによって占有されている前記媒体上で前記ＡＰに受信されてもよい。

【0016】

本発明の各態様において、前記上りリンク信号は、前記他のＳＴＡの周波数及び信号送信タイミングと同期化して前記ＡＰに送信されてもよい。

【0017】

本発明の各態様において、前記ＳＴＡの周波数同期と前記他のＳＴＡの周波数同期とが一致する場合に、前記上りリンク信号が前記他のＳＴＡによって占有されている前記媒体上で送信されてもよい。

【0018】

本発明の各態様において、前記感知された信号が前記他のＳＴＡのＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ−Ｔｏ−Ｓｅｎｄ）パケットであるか、又は前記他のＳＴＡのデータセグメントのうち特定順序以内のデータセグメントである場合に、前記上りリンク信号が前記他のＳＴＡによって占有されている前記媒体上で送信されてもよい。

【0019】

上記の課題解決手段は本発明の実施例の一部に過ぎず、本願発明の技術的特徴が反映された様々な実施例が、当該技術の分野における通常の知識を有する者にとって、以下に詳述する本発明の詳細な説明に基づいて導出され理解されるであろう。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
無線ローカル領域ネットワーク（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ、ＷＬＡＮ）システムにおいてステーション（ｓｔａｔｉｏｎ、ＳＴＡ）がアクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ、ＡＰ）に上りリンク信号を送信する方法であって、
媒体上で他のＳＴＡがＡＰに送信する信号を感知して、前記媒体が前記他のＳＴＡによって占有されていることを感知し、
前記感知された信号に基づいて、前記他のＳＴＡの識別子情報、前記ＡＰの識別子情報、及び前記他のＳＴＡとの時間／周波数同期化情報のうち少なくとも一つを獲得し、
前記獲得された少なくとも一つの情報を用いて、前記他のＳＴＡによって占有されている前記媒体上で前記ＡＰに前記上りリンク信号を送信すること、
を含む、上りリンク信号送信方法。
（項目２）
前記上りリンク信号は、前記他のＳＴＡの周波数及び信号送信タイミングと同期化して送信される、項目１に記載の上りリンク信号送信方法。
（項目３）
前記ＳＴＡの周波数同期と前記他のＳＴＡの周波数同期とが一致する場合に、前記上りリンク信号が、前記他のＳＴＡによって占有されている前記媒体上で送信される、
項目２に記載の上りリンク信号送信方法。
（項目４）
前記感知された信号が、前記他のＳＴＡのＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ−Ｔｏ−Ｓｅｎｄ）パケットであるか、又は前記他のＳＴＡのデータセグメントのうち特定順序以内のデータセグメントである場合に、前記上りリンク信号が、前記他のＳＴＡによって占有されている前記媒体上で送信される、項目１乃至３のいずれか１項に記載の上りリンク信号送信方法。
（項目５）
無線ローカル領域ネットワーク（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ、ＷＬＡＮ）システムにおいてアクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ、ＡＰ）に上りリンク信号を送信するステーション（ｓｔａｔｉｏｎ、ＳＴＡ）装置であって、
無線周波数（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）ユニットと、
前記ＲＦユニットを制御するように構成されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記ＲＦユニットを用いて、媒体上で他のＳＴＡがＡＰに送信する信号を感知して、前記媒体が前記他のＳＴＡによって占有されていることを感知するように構成され；前記プロセッサは、前記感知された信号に基づいて前記他のＳＴＡの識別子情報、前記ＡＰの識別子情報、及び前記他のＳＴＡとの時間／周波数同期化情報のうち少なくとも一つを獲得するように構成され；前記プロセッサは、前記獲得された情報を用いて、前記他のＳＴＡによって占有されている前記媒体上で前記ＡＰに前記上りリンク信号を送信するように前記ＲＦユニットを制御するように構成された、ステーション装置。
（項目６）
前記プロセッサは、前記上りリンク信号を前記他のＳＴＡの周波数及び信号送信タイミングと同期化して送信するように前記ＲＦユニットを制御する、項目５に記載のステーション装置。
（項目７）
前記プロセッサは、前記ＳＴＡの周波数同期と前記他のＳＴＡの周波数同期とが一致する場合に、前記上りリンク信号を前記他のＳＴＡによって占有されている前記媒体上で送信するように前記ＲＦユニットを制御する、項目６に記載のステーション装置。
（項目８）
前記プロセッサは、前記感知された信号が前記他のＳＴＡのＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ−Ｔｏ−Ｓｅｎｄ）パケットであるか、又は前記他のＳＴＡのデータセグメントのうち特定順序以内のデータセグメントである場合に、前記上りリンク信号を前記他のＳＴＡによって占有されている前記媒体上で送信するように前記ＲＦユニットを制御する、項目５乃至７のいずれか１項に記載のステーション装置。
（項目９）
無線ローカル領域ネットワーク（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ、ＷＬＡＮ）システムにおいてアクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）がステーション（ｓｔａｔｉｏｎ、ＳＴＡ）から上りリンク信号を受信する方法であって、
他のＳＴＡから媒体上で信号を受信し、
前記他のＳＴＡから前記信号を受信中である前記媒体上で前記ＳＴＡから前記上りリンク信号を受信すること、
を含み、
前記上りリンク信号は、前記他のＳＴＡによって送信された前記信号に基づいて獲得される、前記他のＳＴＡの識別子情報、前記ＡＰの識別子情報、及び前記他のＳＴＡとの時間／周波数同期化情報のうち少なくとも一つを用いて受信される、上りリンク信号受信方法。
（項目１０）
無線ローカル領域ネットワーク（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ、ＷＬＡＮ）システムにおいてステーション（ｓｔａｔｉｏｎ、ＳＴＡ）から上りリンク信号を受信するアクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）装置であって、
無線周波数（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）ユニットと、
前記ＲＦユニットを制御するように構成されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記ＲＦユニットが、他のＳＴＡによって送信された信号を受信中である媒体上で前記ＳＴＡから前記上りリンク信号を受信するように制御し、
前記上りリンク信号は、前記他のＳＴＡによって送信された前記信号に基づいて獲得される、前記他のＳＴＡの識別子情報、前記ＡＰの識別子情報、及び前記他のＳＴＡとの時間／周波数同期化情報のうち少なくとも一つを用いて受信される、アクセスポイント装置。

【発明の効果】

【0020】

本発明の実施例によれば、ＣＳＭＡベースシステムにおいてＵＬ周波数同期化を效率的に行うことができる。

【0021】

また、本発明の実施例によれば、ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を效率的に行うことができる。

【0022】

また、本発明の実施例によれば、ＵＬデータ処理率を向上させることができる。

【0023】

本発明による効果は以上で言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、以下の発明の詳細な説明から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0024】

本明細書に添付する図面は、本発明に関する理解を提供するためのもので、本発明の様々な実施の形態を示し、明細書の記載と共に本発明の原理を説明するためのものである。

【0025】

【図1】図１は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムの例示的な構造を示す図である。

【図2】図２は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムの他の例示的な構造を示す図である。

【図3】図３は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムの更に他の例示的な構造を示す図である。

【図4】図４は、無線ＬＡＮシステムの例示的な構造を示す図である。

【図5】図５は、バックオフ手順（ｂａｃｋｏｆｆ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）を説明するための図である。

【図6】図６は、隠れたノード及び露出されたノードに関する説明のための図である。

【図7】記載なし

【図8】図８は、本発明の一実施例に係る感知ベースのＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を例示する図である。

【図9】図９は、本発明の一実施例に係る感知ベースの周波数同期化技法を例示する図である。

【図10】図１０は、本発明の他の実施例に係る感知ベースのＭＵ−ＭＩＭＯ送信を例示する図である。

【図11】図１１は、本発明の更に他の実施例に係る感知ベースのＭＵ−ＭＩＭＯ送信を例示する図である。

【図12】図１２は、本発明を実行する送信装置（１０）及び受信装置（２０）の構成要素を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明に係る好適な実施の形態を添付の図面を参照して詳しく説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのもので、本発明の唯一の実施の形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、このような具体的な細部事項なしにも本発明が実施され得るということが当業者には理解される。

【0027】

以下の実施例は、本発明の構成要素と特徴を所定の形態で結合したものである。各構成要素又は特徴は、特別の言及がない限り、選択的なものと考慮すればよい。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合していない形態で実施されてもよく、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成してもよい。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に取り替えられてもよい。

【0028】

以下の説明で使われる特定用語は、本発明の理解を助けるために提供されるものであり、このような特定用語の使用は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で他の形態に変更してもよい。

【0029】

場合によって、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置は省略されたり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で図示されることもある。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素には同一の図面符号を付して説明する。

【0030】

本発明の実施例は、無線アクセスシステムであるＩＥＥＥ ８０２システム、３ＧＰＰシステム、３ＧＰＰ ＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）システム、並びに３ＧＰＰ２システムの少なくとも一つに開示された標準文書によって裏付けることができる。すなわち、本発明の実施例において、本発明の技術的思想を明確にするために説明を省いた段階又は部分は、上記の文書によって裏付けることができる。また、本文書で開示している用語はいずれも上記の標準文書によって説明することができる。

【0031】

以下の技術は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）などのような様々な無線アクセスシステムに用いることができる。ＣＤＭＡは、ＵＴＲＡ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ）やＣＤＭＡ２０００のような無線技術（ｒａｄｉｏ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）によって具現することができる。ＴＤＭＡは、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）／ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）／ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ Ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ（登録商標） Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のような無線技術によって具現することができる。ＯＦＤＭＡは、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２−２０、Ｅ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ）などのような無線技術によって具現することができる。明確性のために、以下ではＩＥＥＥ ８０２．１１システムを中心に説明するが、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。

【0032】

ＣＳＭＡ／ＣＤ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）

【0033】

ＣＳＭＡ／ＣＤは有線ＬＡＮ環境における衝突検出技法であり、イーサネット（登録商標）（ｅｔｈｅｒｎｅｔ）環境で通信をしようとするＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）やサーバー（ｓｅｒｖｅｒ）は、まず、ネットワーク上で通信が起きているか否かを確認し、他の装置（ｄｅｖｉｃｅ）が当該ネットワーク上でデータを送っていると、待ってからデータを送る。しかし、２人以上のユーザ（例、ＰＣ、端末など）が同時にデータを送る場合は、これらの同時送信に衝突が発生する。ＣＳＭＡ／ＣＤは、このような衝突を監視して柔軟なデータ送信を可能にする技法である。ＣＳＭＡ／ＣＤを用いる送信装置は、例えば、下記の規則を用いて、他の送信装置によるデータ送信を感知し、自身のデータ送信を調節する。

【0034】

＜規則＞

【0035】

Ｘ．ケーブルがアイドル（ｉｄｌｅ）であれば送信する。

【0036】

Ｙ．ケーブルがビジー（ｂｕｓｙ）であれば、ケーブルが待機状態になるまで継続してケーブルを感知する。

【0037】

Ｖ．送信中に衝突が感知されるとデータ送信を止め、電波妨害（ｊａｍｍｉｎｇ）信号を送った後、上記送信を完全に中断する。

【0038】

Ｗ．ランダム時間を待った後、Ｘ段階から再び送信を試みる。

【0039】

ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）

【0040】

ＣＳＭＡ／ＣＡは、ＩＥＥＥ ８０２．１１標準に明示されている媒体接近制御プロトコルである。ＩＥＥＥ ８０２．１１標準に基づくＷＬＡＮシステムは、ＩＥＥＥ ８０２．３標準で用いられたＣＳＭＡ／ＣＤを用いず、ＣＡ、すなわち、衝突を回避する方式を用いている。各送信装置は常にネットワークの搬送波を感知しているが、ネットワークが空になった時、目録に登載された自身の位置によって定められた分の時間を待ってからデータを送る。目録内で送信装置間の優先順位を決め、それを再設定（ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）するには様々な方法が用いられる。ＩＥＥＥ ８０２．１１標準の一部バージョンに基づくシステムでは衝突が起きることがあり、その場合には衝突感知手順が行われる。ＣＳＭＡ／ＣＡを用いる送信装置は、例えば、下記の規則を用いて、他の送信装置によるデータ送信と自身のデータ送信との衝突を回避する。

【0041】

＜規則＞

【0042】

ｉ）送信装置Ａは、他の送信装置がデータ送信中であるか否か（電波を出しているか否か）を感知する搬送波感知を行う。

【0043】

ｉｉ）他の送信装置が送信中であることを検知すると、待機する。

【0044】

ｉｉｉ）送信開始までの遅延時間として、ランダム（ｒａｎｄｏｍ）時間が割り当てられる。

【0045】

ｉｖ）搬送波再感知を行って、他の搬送波がないか否か確認する。

【0046】

ｖ）データ（パケット）送信を開始する。

【0047】

ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）

【0048】

ＭＩＭＯ技術は、送信端と受信端で複数個のアンテナを使用し、使用されたアンテナの個数に比例して容量或いはＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ−ｐｌｕｓ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を高める技術である。参考として、送信端でのみ複数のアンテナを用いる技法をＭＩＳＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）、受信端でのみ複数のアンテナを用いる技法をＳＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）、そして送信端及び受信端の両方で単一アンテナを用いる技法をＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）と呼ぶ。ただし、ＭＩＭＯ技術は、ＭＩＭＯ、ＳＩＭＯ、ＭＩＳＯ及びＳＩＳＯ技法を総称する用語として用いられることもある。

【0049】

一方、ＭＩＭＯ技術は、送信ダイバーシティ（ｔｒａｎｓｍｉｔ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）、ビーム形成（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）、空間多重化（ｓｐａｔｉａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）などのために用いることができる。送信ダイバーシティは、複数の送信アンテナで同一のデータを送信して送信信頼度を高める技術である。ビーム形成は、複数のアンテナでチャネル状態による重み値を加えて信号のＳＩＮＲを増加させるために用いる。このとき、重み値は重みベクトル（ｗｅｉｇｈｔ ｖｅｃｔｏｒ）又は重み行列（ｗｅｉｇｈｔ ｍａｔｒｉｘ）で表示でき、これをプリコーディングベクトル（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｖｅｃｔｏｒ）又はプリコーディング行列（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ）という。空間多重化は、複数の送信アンテナでそれぞれ異なるデータを同時に送信し、システムの帯域幅を増加させることなく高速のデータを送信できる技術である。空間多重化は、単一ユーザに対する空間多重化及び複数ユーザに対する空間多重化がある。ＭＩＭＯを用いた単一ユーザに対する空間多重化は単一ユーザＭＩＭＯ（ｓｉｎｇｌｅ ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ）と呼ぶこともでき、ＭＩＭＯを用いた複数ユーザに対する空間多重化は、ＳＤＭＡ（Ｓｐａｔｉａｌ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）或いは多重ユーザＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ、ＭＵ−ＭＩＭＯ）と呼ぶこともできる。

【0050】

ＭＵ−ＭＩＭＯについてより詳しく説明する。ＳＵ−ＭＩＭＯでは、同一の時間／周波数物理リソース上で単一の送信端から単一の受信端に信号を伝達するのに対し、ＭＵ−ＭＩＭＯでは、同一の時間／周波数物理リソース上で複数のアンテナを活用した空間的分解技法を適用して単一の送信端から複数の受信端に或いは複数の送信端から単一の受信端に信号を伝達する。単一の送信端から複数の受信端に信号を伝達するＭＵ−ＭＩＭＯ技術では、送信端の多重アンテナを用いて各受信端に伝達される信号が干渉の極力除去された状態で伝達されるようにすることが重要である。複数の送信端から単一の受信端に信号を伝達するＭＵ−ＭＩＭＯ技術では、受信端で多重アンテナを用いて各送信端の信号を分離することが重要である。ＡＰと端末の観点で、単一のＡＰから複数の端末に同一の時間／周波数リソースを用いて信号を送信するＭＵ−ＭＩＭＯを特に下りリンク（ｄｏｗｎｌｉｎｋ、ＤＬ）ＭＵ−ＭＩＭＯといい、複数の端末が同一の時間／周波数リソースを用いて単一のＡＰに信号を送信するＭＵ−ＭＩＭＯを特に上りリンク（ｕｐｌｉｎｋ、ＵＬ）ＭＵ−ＭＩＭＯという。ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ技術では、互いに異なる距離で離れているとともに、ハードウェア特性が異なる複数の送信端から単一の受信端に信号を送信するため、複数の送信端間にＵＬ同期化手順（例、周波数オフセット（ｏｆｆｓｅｔ）及び／又はＵＬ送信タイミングオフセットを合わせる手順）も非常に重要である。

【0051】

現在ＣＳＭＡベースシステムにおいてＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信は考慮していない。ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のためには異種装置どうしのＵＬ同期が取れなければならないが、一般的にＣＳＭＡベースシステムはネットワーク観点では同期化されていない（ｕｎｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ）システムであるためである。同期化されたシステムであるセルラー（ｃｅｌｌｕｌａｒ）システムでは、基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ、ＢＳ）が端末のＵＬ信号からＵＬ周波数オフセット及びタイミングオフセットを測定或いは計算した後、各端末の周波数及び時間オフセットを制御情報として端末に提供してＵＬ同期化を行う。これに対し、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのようなＣＳＭＡベースシステムでは、送信パケットのプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）信号を用いてリンク観点で受信機が送信機と同期化されるだけであり、全体ネットワーク、ＡＰ或いはセル観点での同期化は行われない。言い換えると、ＣＳＭＡベースシステムでは、信号を送る側が信号を受ける側に、自身に同期化することを強制するだけであり、セルラーシステムにおけるＢＳのような強力な制御主体がネットワークにおける各装置の周波数及びタイミングオフセットを制御する機能はない。

【0052】

しかしながら、ＣＳＭＡベースのネットワークが進化するにつれてＡＰの制御機能も増えつつある。一例として、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃでは、基地局の主導下にＤＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を支援する。したがって、将来、より進化したシステムではＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯが考慮されることも可能になるだろう。

【0053】

セルラーシステムにおいてＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信は一般に次の過程を経る。

【0054】

・段階１． ＢＳがＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯを行う端末グループを選択する。

【0055】

・段階２． ＢＳが上記端末グループに属した各端末に、ＵＬ送信を行う時間、周波数及び空間リソース（例、プリコーディング行列）をスケジューリングする。

【0056】

・段階３． 端末グループ内の各端末はＵＬスケジューリング情報によって定められた物理リソースを通じてＵＬ送信を行う。

【0057】

このように、既存のＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信方式では、ＢＳがＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行う装置の対（ｐａｉｒ）（或いは、グループ）及び物理リソースを制御し、端末はスケジューリングされたリソースを用いて受動的にＵＬ送信を行う。そのため、大部分の場合、ＵＬ送信を命令された端末は、自身がＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信をするのかそれともＳＵ−ＭＩＭＯ送信をするのかも、さらに自身がいかなる端末と対になっているか（或いは、グループ化されているか）も知らないだけでなく、敢えて知る必要もない。ところが、ＣＳＭＡベースシステムにおいて既存方式によってＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行うには、ＡＰがＵＬ送信に関するスケジューリングを行わなければならない。ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のためには、複数の装置が送信したパケットがＡＰに同時に且つ同一の周波数で受信されなければならないためである。すなわち、ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のためには、各装置のフレーム送信タイミングと周波数を同期化しなければならない。ＣＳＭＡベースシステムにおいて各装置の時間及び周波数の同期化のために、既存方式と同様に、受信機であるＡＰが各装置の送信タイミングオフセットと周波数オフセットを測定した後、その値を各送信装置に知らせ、各装置がその値に基づいて送信タイミングと周波数オフセットを補償する方式を考慮することができる。ところが、このような方式に従うには、定期的或いはＭＵ−ＭＩＭＯ送信の直前に、時間及び周波数の同期化のための制御情報を含むパケットをＡＰが各装置に送信しなければならず、これはＣＳＭＡベースシステムのオーバーヘッド（ｏｖｅｒｈｅａｄ）を増加させる結果を招くことがある。しかも、ＣＳＭＡ方式は基本的に特定時点で一つの媒体を一つの送信装置が独占する方式であり、このようなチャネル独占時に、他の装置は送信したいパケットがあっても送信を遅延させたり（ＣＳＭＡ／ＣＡ）、パケットの衝突による再送信をしなければならない（ＣＳＭＡ／ＣＤ）ため、時間／周波数の同期化のために一つの制御パケットをさらに送る場合、他の装置に及ぶ性能低下が、他のスケジューリングベースのＴＤＭＡ或いはＦＤＭＡ方式に比べて遥かに深刻である。その上、ＡＰにスケジューリング機能を追加すると、ＡＰの複雑度（ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ）が増加する問題を招く。そのため、ＣＳＭＡベースシステムではＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のために頻繁に制御パケットを送信することによるシステム効率の低下が深刻であり得る。

【0058】

上記のような問題点を解決するために、本発明は、感知（ｓｅｎｓｉｎｇ）ベースの周波数同期化技法を提案する。本発明の実施例を説明するに先立ち、本発明の実施例を適用し得るＣＳＭＡベースシステムを、ＩＥＥＥ ８０２．１１システムを例にとって具体的に説明する。説明の便宜のために、ＩＥＥＥ ８０２．１１システムがＣＳＭＡベースシステムの例として説明されるが、他のＣＳＭＡベースシステムにも本発明の実施例を適用することができる。

【0059】

図１は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムの例示的な構造を示す図である。

【0060】

ＩＥＥＥ ８０２．１１構造は複数個の構成要素で構成することができ、これらの相互作用によって上位層に対してトランスペアレントなステーション（ｓｔａｔｉｏｎ、ＳＴＡ）移動性を支援するＷＬＡＮを提供することができる。ＷＬＡＮシステムにおいて、ＳＴＡは、ＩＥＥＥ ８０２．１１のＭＡＣ／ＰＨＹ規定に基づいて動作する装置である。ＳＴＡは、ＡＰ ＳＴＡ及び非−ＡＰ（ｎｏｎ−ＡＰ）ＳＴＡを含む。非−ＡＰ ＳＴＡは、ラップトップコンピュータ、移動電話機などのように、一般的にユーザが直接扱う装置に該当する。

【0061】

図１を参照すると、基本サービスセット（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ；ＢＳＳ）はＩＥＥＥ ８０２．１１ ＬＡＮにおける基本的な構成ブロックに該当し得る。図１では、２個のＢＳＳ（ＢＳＳ１及びＢＳＳ２）が存在し、それぞれのＢＳＳのメンバーとして２個のＳＴＡが含まれること（ＳＴＡ１及びＳＴＡ２はＢＳＳ１に含まれ、ＳＴＡ３及びＳＴＡ４はＢＳＳ２に含まれること）を例示的に示している。図１で、ＢＳＳを示す楕円は、当該ＢＳＳに含まれたＳＴＡが通信を維持するカバレッジ領域を示すものと理解してもよい。この領域をＢＳＡ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｒｅａ）と称することができる。ＳＴＡがＢＳＡの外へ移動すると、当該ＢＳＡ内の他のＳＴＡと直接通信できなくなる。

【0062】

ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＬＡＮにおいて最も基本的なタイプのＢＳＳは、独立したＢＳＳ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ＢＳＳ；ＩＢＳＳ）である。例えば、ＩＢＳＳは、２個のＳＴＡだけで構成された最小の形態を有することができる。また、最も単純な形態であるとともに他の構成要素が省略されている図１のＢＳＳ（ＢＳＳ１又はＢＳＳ２）がＩＢＳＳの代表的な例示に該当し得る。このような構成は、ＳＴＡ同士が直接通信できる場合に可能である。また、このような形態のＬＡＮは、あらかじめ計画して構成されるものではなく、ＬＡＮが必要な場合に構成され、これをアド−ホック（ａｄ−ｈｏｃ）ネットワークと呼ぶこともできる。

【0063】

ＳＴＡの電源がついたり消えたりすること、ＳＴＡがＢＳＳ領域に入ったり出たりすることなどによって、ＢＳＳにおいてＳＴＡのメンバーシップが動的に変更することがある。ＢＳＳのメンバーになるためには、ＳＴＡは同期化過程を用いてＢＳＳにジョイン（ｊｏｉｎ）すればよい。ＢＳＳ基盤構造の全てのサービスにアクセスするためには、ＳＴＡはＢＳＳに連携（ａｓｓｏｃｉａｔｅ）されなければならない。このような連携（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）は動的に設定でき、分配システムサービス（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｅｒｖｉｃｅ；ＤＳＳ）の利用を含むことができる。

【0064】

図２は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムの他の例示的な構造を示す図である。図２は、図１の構造において、分配システム（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ；ＤＳ）、分配システム媒体（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｅｄｉｕｍ；ＤＳＭ）、接続ポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ；ＡＰ）などの構成要素が追加された形態である。

【0065】

ＬＡＮにおいて直接的なステーション−対−ステーションの距離はＰＨＹ性能によって制限され得る。このような距離の限界で充分な場合もあれば、より遠い距離のステーション間の通信が必要な場合もある。拡張されたカバレッジを支援するために分配システム（ＤＳ）を構成することができる。

【0066】

ＤＳは、ＢＳＳ同士が相互接続される構造を意味する。具体的に、図１のようにＢＳＳが独立して存在する代わりに、複数個のＢＳＳで構成されたネットワークの拡張された形態の構成要素としてＢＳＳが存在してもよい。

【0067】

ＤＳは論理的な概念であり、ＤＳＭの特性によって特定することができる。これに関して、ＩＥＥＥ ８０２．１１標準では無線媒体（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｅｄｉｕｍ；ＷＭ）とＤＳＭとを論理的に区別している。それぞれの論理的媒体は互いに異なる目的のために用いられ、互いに異なる構成要素によって用いられる。ＩＥＥＥ ８０２．１１標準の定義では、このような媒体を互いに同一なものとも、互いに異なるものとも制限しない。このように複数個の媒体が論理的に互いに異なるという点で、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＬＡＮ構造（ＤＳ構造又は他のネットワーク構造）の柔軟性を説明することができる。すなわち、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＬＡＮ構造は様々に具現することができ、それぞれの具現例の物理的な特性によって独立的に当該ＬＡＮ構造を特定することができる。

【0068】

ＤＳは複数個のＢＳＳのシームレス（ｓｅａｍｌｅｓｓ）な統合を提供し、あて先へのアドレスを扱うために必要な論理的サービスを提供することによって移動装置を支援することができる。

【0069】

ＡＰ（すなわち、ＡＰ ＳＴＡ）とは、連携しているＳＴＡに対してＷＭを通じてＤＳへの接続を可能にし、且つＳＴＡ機能性を有する個体を意味する。ＡＰを通じてＢＳＳ及びＤＳ間のデータ移動を行うことができる。例えば、図２に示すＳＴＡ２及びＳＴＡ３は、ＳＴＡの機能性を有するとともに、連携しているＳＴＡ（ＳＴＡ１及びＳＴＡ４）をＤＳに接続させる機能を持つ。また、いかなるＡＰも基本的にＳＴＡに該当するため、ＡＰはいずれもアドレス可能な個体である。ＷＭ上での通信のためにＡＰによって用いられるアドレスとＤＳＭ上での通信のためにＡＰによって用いられるアドレスは必ずしも同一である必要はない。

【0070】

ＡＰに連携しているＳＴＡのいずれか一つから当該ＡＰのＳＴＡアドレスに送信されるデータは、常に非制御ポート（ｕｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｐｏｒｔ）で受信し、ＩＥＥＥ ８０２．１Ｘポート接続個体によって処理することができる。また、制御ポート（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｐｏｒｔ）が認証されると、送信データ（又は、フレーム）をＤＳに伝達することができる。

【0071】

図３は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムのさらに他の例示的な構造を示す図である。図３では、図２の構造にさらに広いカバレッジを提供するための拡張されたサービスセット（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ；ＥＳＳ）を概念的に示す。

【0072】

任意の（ａｒｂｉｔｒａｒｙ）大きさ及び複雑度を有する無線ネットワークがＤＳ及びＢＳＳで構成されてもよい。ＩＥＥＥ ８０２．１１システムではこのような方式のネットワークをＥＳＳネットワークと称する。ＥＳＳは、一つのＤＳに接続されたＢＳＳの集合に該当し得る。しかし、ＥＳＳはＤＳを含まない。ＥＳＳネットワークはＬＬＣ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層でＩＢＳＳネットワークとして見える点が特徴である。ＥＳＳに含まれるＳＴＡは互いに通信することができ、移動ＳＴＡはＬＬＣにトランスペアレントに一つのＢＳＳから他のＢＳＳに（同一ＥＳＳ内で）移動することができる。

【0073】

ＩＥＥＥ ８０２．１１では、図３におけるＢＳＳの相対的な物理的位置について何ら仮定しておらず、次のようないずれの形態も可能である。ＢＳＳは部分的に重なってもよく、これは、連続したカバレッジを提供するために一般に利用される形態である。また、ＢＳＳは物理的に接続していなくてもよく、論理的にはＢＳＳ同士間の距離に制限はない。また、ＢＳＳ同士は物理的に同一位置に位置してもよく、これはリダンダンシーを提供するために用いることができる。また、一つ（又は、一つ以上の）ＩＢＳＳ又はＥＳＳネットワークが一つ（又は一つ以上の）ＥＳＳネットワークとして同一空間に物理的に存在してもよい。これは、ＥＳＳネットワークが存在する位置にアド−ホックネットワークが動作する場合、互いに異なる機関（ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｓ）によって物理的に重なるＩＥＥＥ ８０２．１１ネットワークが構成される場合、又は、同一位置で２つ以上の互いに異なる接続及び保安政策が必要な場合などにおける、ＥＳＳネットワーク形態に該当し得る。

【0074】

図４は、無線ＬＡＮシステムの例示的な構造を示す図である。図４では、ＤＳを含む基盤構造ＢＳＳの一例を示す。

【0075】

図４の例示で、ＢＳＳ１及びＢＳＳ２がＥＳＳを構成する。図４の例示で、ＳＴＡ１、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４はｎｏｎ−ＡＰ ＳＴＡに該当し、ＳＴＡ２及びＳＴＡ５はＡＰ ＳＴＡに該当する。

【0076】

以下の説明で、非−ＡＰ ＳＴＡは、端末（ｔｅｒｍｉｎａｌ）、無線送受信ユニット（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｕｎｉｔ；ＷＴＲＵ）、ユーザ機器（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）、移動局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＭＳ）、移動端末（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、移動加入者局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＭＳＳ）などと呼ぶこともできる。また、ＡＰは、他の無線通信分野における基地局（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＢＳ）、ノード−Ｂ（Ｎｏｄｅ−Ｂ）、発展したノード−Ｂ（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ−Ｂ；ｅＮＢ）、基底送受信システム（Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＴＳ）、フェムト基地局（Ｆｅｍｔｏ ＢＳ）などに対応し得る。

【0077】

ＩＥＥＥ ８０２．１１に基づく無線ＬＡＮシステムにおいて、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）の基本接続メカニズムは、ＣＳＭＡ／ＣＡメカニズムである。ＣＳＭＡ／ＣＡメカニズムは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＭＡＣの分配調整機能（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ、ＤＣＦ）とも呼ばれ、基本的に「ｌｉｓｔｅｎ ｂｅｆｏｒｅ ｔａｌｋ」接続メカニズムを採用している。このような類型の接続メカニズムによれば、ＡＰ及び／又はＳＴＡは送信を開始するに先立ち、所定の時間区間（例えば、ＤＩＦＳ（ＤＣＦ Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）の間に無線チャネル又は媒体（ｍｅｄｉｕｍ）を感知（ｓｅｎｓｉｎｇ）するＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）を行うことができる。感知の結果、媒体が遊休状態（ｉｄｌｅ ｓｔａｔｅ）であると判断されると、当該媒体を通じてフレーム送信を開始する。一方、媒体が占有状態（ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｓｔａｔｅ）であると感知されると、当該ＡＰ及び／又はＳＴＡは自身の送信を開始せずに、媒体接続のための遅延期間（例えば、ランダムバックオフ周期（ｒａｎｄｏｍ ｂａｃｋｏｆｆ ｐｅｒｉｏｄ））を設定して待った後、フレーム送信を試みることができる。ランダムバックオフ周期の適用により、複数のＳＴＡがそれぞれ異なる時間を待った後にフレーム送信を試みることが期待されるため、衝突（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を最小化することができる。

【0078】

また、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＭＡＣプロトコルはＨＣＦ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を提供する。ＨＣＦはＤＣＦとＰＣＦ（Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）に基づく。ＰＣＦは、ポーリング（ｐｏｌｌｉｎｇ）ベースの同期式接続方式で、全ての受信ＡＰ及び／又はＳＴＡがデータフレームを受信できるように周期的にポーリングする方式のことをいう。また、ＨＣＦは、ＥＤＣＡ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ）とＨＣＣＡ（ＨＣＦ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ）を有する。ＥＤＣＡは、提供者が複数のユーザにデータフレームを提供するための接続方式を競合ベースとするものであり、ＨＣＣＡは、ポーリング（ｐｏｌｌｉｎｇ）メカニズムを用いた非競合ベースのチャネル接続方式を用いるものである。また、ＨＣＦは、ＷＬＡＮのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を向上させるための媒体接続メカニズムを含み、競合周期（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｏｄ；ＣＰ）、非競合周期（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｆｒｅｅ Ｐｅｒｉｏｄ；ＣＦＰ）のいずれにおいてもＱｏＳデータを送信することができる。

【0079】

図５は、バックオフ手順を説明するための図である。

【0080】

図５を参照してランダムバックオフ周期に基づく動作について説明する。占有（ｏｃｃｕｐｙ又はｂｕｓｙ）状態だった媒体が遊休状態に変更されると、複数のＳＴＡはデータ（又はフレーム）送信を試みることができる。この時、衝突を最小化するための方案として、ＳＴＡはそれぞれランダムバックオフカウントを選択し、それに該当するスロット時間だけ待機した後、送信を試みることができる。ランダムバックオフカウントは、擬似−ランダム整数（ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ ｉｎｔｅｇｅｒ）値を有し、０乃至ＣＷ範囲の値のいずれか一つに決定され得る。ここで、ＣＷは、競合ウィンドウ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｗｉｎｄｏｗ）パラメータ値である。ＣＷパラメータは初期値としてＣＷｍｉｎが与えられるが、送信失敗の場合（例えば、送信されたフレームに対するＡＣＫを受信できなかった場合）に２倍の値を取ることができる。ＣＷパラメータ値がＣＷｍａｘになると、データ送信に成功するまでＣＷｍａｘ値を維持しながらデータ送信を試みることができ、データ送信に成功する場合にはＣＷｍｉｎ値にリセットされる。例えば、ＣＷ、ＣＷｍｉｎ及びＣＷｍａｘ値は２^ｎ−１（ｎ＝０，１，２，…）に設定される。

【0081】

ランダムバックオフ過程が始まると、ＳＴＡは、決定されたバックオフカウント値によってバックオフスロットをカウントダウンする間に続けて媒体をモニタする。媒体が占有状態とモニタされるとカウントダウンを止めて待機し、媒体が遊休状態になると残りのカウントダウンを再開する。

【0082】

図５の例示で、ＳＴＡ３のＭＡＣに送信するパケットが到達した場合に、ＳＴＡ３はＤＩＦＳだけ媒体が遊休状態であることを確認し、直ちにフレームを送信することができる。一方、残りのＳＴＡは、媒体が占有（ｂｕｓｙ）状態であることをモニタして待機する。その間にＳＴＡ１、ＳＴＡ２及びＳＴＡ５のそれぞれでも送信するデータが発生することがあり、それぞれのＳＴＡは、媒体が遊休状態とモニタされると、ＤＩＦＳだけ待機した後に、それぞれ選択したランダムバックオフカウント値によってバックオフスロットのカウントダウンを行うことができる。図６の例示では、ＳＴＡ２が最も小さいバックオフカウント値を選択し、ＳＴＡ１が最も大きいバックオフカウント値を選択した場合を示す。すなわち、ＳＴＡ２がバックオフカウントを終えてフレーム送信を始める時点でＳＴＡ５の残余バックオフ時間はＳＴＡ１の残余バックオフ時間よりも短い場合を例示する。ＳＴＡ１及びＳＴＡ５は、ＳＴＡ２が媒体を占有する間に暫くカウントダウンを止めて待機する。ＳＴＡ２の占有が終了して媒体が再び遊休状態になると、ＳＴＡ１及びＳＴＡ５はＤＩＦＳだけ待機した後に、止めていたバックオフカウントを再開する。すなわち、残余バックオフ時間だけの余りのバックオフスロットをカウントダウンした後にフレーム送信を始めることができる。ＳＴＡ５の残余バックオフ時間がＳＴＡ１よりも短かったため、ＳＴＡ５がフレーム送信を始めるようになる。一方、ＳＴＡ２が媒体を占有する間にＳＴＡ４でも送信するデータが発生することがある。このとき、ＳＴＡ４の立場では、媒体が遊休状態になるとＤＩＦＳだけ待機した後、自身が選択したランダムバックオフカウント値によるカウントダウンを行ってフレーム送信を始めることができる。図６の例示では、ＳＴＡ５の残余バックオフ時間がＳＴＡ４のランダムバックオフカウント値と偶然に一致する場合を示し、この場合、ＳＴＡ４とＳＴＡ５間に衝突が発生することがある。衝突が発生する場合はＳＴＡ４、ＳＴＡ５両方ともＡＣＫを受けることができず、データ送信に失敗することになる。この場合、ＳＴＡ４とＳＴＡ５はＣＷ値を２倍に増やした後にランダムバックオフカウント値を選択してカウントダウンを行うことができる。一方、ＳＴＡ１は、ＳＴＡ４とＳＴＡ５の送信によって媒体が占有状態である間に待機しているが、媒体が遊休状態になると、ＤＩＦＳだけ待機した後、残余バックオフ時間が経過するとフレーム送信を開始することができる。

【0083】

前述したように、ＣＳＭＡ／ＣＡメカニズムは、ＡＰ及び／又はＳＴＡが媒体を直接感知する物理的搬送波感知（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｉｎｇ）の他、仮想搬送波感知（ｖｉｒｔｕａｌ ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｉｎｇ）も含む。仮想搬送波感知は、隠れたノード問題（ｈｉｄｄｅｎ ｎｏｄｅ ｐｒｏｂｌｅｍ）などのように媒体接続で発生し得る問題を補完するために用いられる。仮想搬送波感知のために、無線ＬＡＮシステムのＭＡＣはネットワーク割当ベクトル（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ；ＮＡＶ）を用いることができる。ＮＡＶは、現在媒体を利用していたり又は利用する権限のあるＡＰ及び／又はＳＴＡが、媒体を使用可能な状態になるまで残っている時間を、他のＡＰ及び／又はＳＴＡに指示（ｉｎｄｉｃａｔｅ）する値である。したがって、ＮＡＶに設定された値は、当該フレームを送信するＡＰ及び／又はＳＴＡによって媒体の利用が予定されている期間に該当し、ＮＡＶ値を受信するＳＴＡは、当該期間において媒体接続が禁止される。ＮＡＶは、例えば、フレームのＭＡＣヘッダ（ｈｅａｄｅｒ）の「ｄｕｒａｔｉｏｎ」フィールドの値によって設定されてもよい。

【0084】

また、衝突可能性を低減するために堅牢な衝突検出（ｒｏｂｕｓｔ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔ）メカニズムが導入された。これについて図７及び図８を参照して説明する。実際に搬送波感知範囲と送信範囲は同一でないこともあるが、説明の便宜のために両者は同一であると仮定する。

【0085】

図６は、隠れたノード及び露出されたノードを説明するための図である。

【0086】

図６（ａ）は、隠れたノードに対する例示であり、ＳＴＡ ＡとＳＴＡ Ｂとが通信中にあり、ＳＴＡ Ｃが送信する情報を持っている場合である。具体的に、ＳＴＡ ＡがＳＴＡ Ｂに情報を送信している状況であるにもかかわらず、ＳＴＡ ＣがＳＴＡ Ｂにデータを送る前に搬送波感知を行う際、媒体が遊休状態にあると判断することがある。これは、ＳＴＡ Ａの送信（すなわち、媒体占有）をＳＴＡ Ｃの位置では感知できないこともあるためである。このような場合、ＳＴＡ ＢはＳＴＡ ＡとＳＴＡ Ｃの情報を同時に受け、衝突が発生することになる。このとき、ＳＴＡ ＡをＳＴＡ Ｃの隠れたノードということができる。

【0087】

図６（ｂ）は、露出されたノード（ｅｘｐｏｓｅｄ ｎｏｄｅ）に対する例示であり、ＳＴＡ ＢがＳＴＡ Ａにデータを送信している状況で、ＳＴＡ ＣがＳＴＡ Ｄに送信する情報を持っている場合である。この場合、ＳＴＡ Ｃが搬送波感知を行うと、ＳＴＡ Ｂの送信によって媒体が占有された状態であると判断することができる。そのため、ＳＴＡ ＣがＳＴＡ Ｄに送信する情報を持っていても、媒体占有状態と感知されたため、媒体が遊休状態になるまで待たなければならない。しかし、実際にはＳＴＡ ＡはＳＴＡ Ｃの送信範囲外にあるため、ＳＴＡ Ｃからの送信とＳＴＡ Ｂからの送信とがＳＴＡ Ａの立場では衝突しないこともあるため、ＳＴＡ Ｃは、ＳＴＡ Ｂが送信を止めるまで余計に待機することになる。このとき、ＳＴＡ ＣをＳＴＡ Ｂの露出されたノードということができる。

【0088】

図７は、ＲＴＳ（ｒｅｑｕｅｓｔ ｔｏ ｓｅｎｄ）とＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）を説明するための図である。

【0089】

図６のような例示的な状況で衝突回避（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｖｏｉｄａｎｃｅ）メカニズムを效率的に利用するために、送信要求を示すＲＴＳと受信準備完了を示すＣＴＳなどの短いシグナリングパケット（ｓｈｏｒｔ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｐａｃｋｅｔ）を利用することができる。両ＳＴＡ間のＲＴＳ／ＣＴＳは周囲のＳＴＡがオーバーヒヤリング（ｏｖｅｒｈｅａｒｉｎｇ）できるようにし、この周囲のＳＴＡが上記両ＳＴＡ間の情報送信の有無を考慮するようにすることができる。例えば、データを送信しようとするＳＴＡがデータを受けるＳＴＡにＲＴＳフレームを送信すると、データを受けるＳＴＡは、ＣＴＳフレームを周囲のＳＴＡに送信することによって、自身がデータを受けるということを知らせることができる。表１と表２は、ＲＴＳフレームフォーマットとＣＴＳフレームフォーマットをそれぞれ例示するものである。

【0090】

【表1】

【0091】

【表2】

【0092】

ＲＴＳフレームとＣＴＳフレームはＭＡＣフレームフォーマットとして定義され、制御フレーム（ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｒａｍｅ）の一種である。ＭＡＣフレームは基本的に、ＭＡＣヘッダー、フレームボディー（ｂｏｄｙ）及びＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）で構成されるが、ＲＴＳフレームフォーマットとＣＴＳフレームフォーマットはフレームボディー無しでＭＡＣヘッダー及びＦＣＳのみで構成される。表１では、フレーム制御（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、持続期間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）、受信機アドレス（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ）及び送信機アドレス（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓｓ）フィールドがＭＡＣヘッダーに該当し、表２では、フレーム制御、持続期間及び受信機アドレスフィールドがＭＡＣヘッダーに該当する。表１及び表２で、フレーム制御フィールドはフレーム送信／受信に必要な制御情報を含むことができる。持続期間フィールドは当該フレームなどを送信するための時間に設定することができ、これを他のＳＴＡのＮＡＶ設定に用いることができる。表１で、受信機アドレスフィールドはＲＴＳフレームを受信するＳＴＡのアドレスに該当し、送信機アドレスフィールドは、当該ＲＴＳフレームを送信するＳＴＡのアドレスに該当する。表２で、受信機アドレスフィールドはＣＴＳフレームを受信するＳＴＡのアドレスに該当する。表１及び表２で、ＦＣＳフィールドは当該フレームの誤り検出のためのフィールドである。

【0093】

フレーム制御フィールドは、プロトコルバージョン（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｖｅｒｓｉｏｎ）フィールド、Ｔｙｐｅフィールド、Ｓｕｂｔｙｐｅフィールド、Ｔｏ ＤＳフィールド、Ｆｒｏｍ ＤＳフィールド、ＭＦ（Ｍｏｒｅ Ｆｒａｇｍｅｎｔ）フィールド、Ｒｅｔｒｙフィールド、ＰＭ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）フィールド、ＭＤ（Ｍｏｒｅ Ｄａｔａ）フィールド、ＰＦ（Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ｆｒａｍｅ）フィールド、及びＯｒｄｅｒフィールドで構成することができる。

【0094】

図７（ａ）は、隠れたノード問題を解決する方法の例示であり、ＳＴＡ Ａ及びＳＴＡ Ｃが両方ともＳＴＡ Ｂにデータを送信しようとする場合を仮定する。ＳＴＡ ＡがＲＴＳをＳＴＡ Ｂに送ると、ＳＴＡ ＢはＣＴＳを自身の周囲に位置しているＳＴＡ ＡとＳＴＡ Ｃの両方に送信する。その結果、ＳＴＡ Ｃは、ＳＴＡ ＡとＳＴＡ Ｂのデータ送信が終わるまで待ち、衝突を避ける。

【0095】

図７（ｂ）は、露出されたノード問題を解決する方法の例示であり、ＳＴＡ ＡとＳＴＡ Ｂ間のＲＴＳ／ＣＴＳ送信をＳＴＡ Ｃがオーバーヒヤリングすることによって、ＳＴＡ Ｃは、自身が他のＳＴＡ（例えば、ＳＴＡ Ｄ）にデータを送信しても衝突が発生しないと判断することができる。すなわち、ＳＴＡ Ｂは、周囲の全てのＳＴＡにＲＴＳを送信し、実際に送るデータを持っているＳＴＡ ＡのみがＣＴＳを送信する。ＳＴＡ Ｃは、ＲＴＳのみを受け、ＳＴＡ ＡのＣＴＳは受信できなかったため、ＳＴＡ ＡがＳＴＡ Ｃの搬送波感知範囲から離れているということがわかる。

【0096】

無線ＬＡＮで通信速度の限界を克服するために比較的最近に制定された技術標準としてＩＥＥＥ ８０２．１１ｎがある。ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎは、ネットワークの速度と信頼性を増大させ、且つ無線ネットワークの運営距離を拡張することに目的がある。より具体的に、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎは、データ処理速度が最大５４０Ｍｂｐｓ以上である高処理率（Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ；ＨＴ）を支援するとともに、送信エラーを最小化し、データ速度を最適化するために送信端と受信端の両方に多重アンテナを使用するＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔｓ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔｓ）技術に基づいている。

【0097】

無線ＬＡＮの普及が活性化されるともに、それを用いたアプリケーションが多様化するに伴って、最近ではＩＥＥＥ ８０２．１１ｎが支援するデータ処理速度よりも高い処理率を支援するための新しい無線ＬＡＮシステムの必要性が台頭している。超高処理率（Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ；ＶＨＴ）を支援する次世代無線ＬＡＮシステムは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ無線ＬＡＮシステムの後続バージョン（例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃ）であり、ＭＡＣサービス接続ポイント（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ；ＳＡＰ）で１Ｇｂｐｓ以上のデータ処理速度を支援するために近年新しく提案されているＩＥＥＥ ８０２．１１無線ＬＡＮシステムの一つである。

【0098】

次世代ＷＬＡＮシステムは、無線媒体を效率的に利用するために複数のＳＴＡが同時にチャネルに接続するＭＵ−ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｕｓｅｒ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）方式の送信を支援する。ＭＵ−ＭＩＭＯ送信方式によれば、ＡＰが、ＭＩＭＯペアリング（ｐａｉｒｉｎｇ）された一つ以上のＳＴＡに同時にパケットを送信することができる。言い換えると、次世代無線ＬＡＮシステムではＤＬ ＭＵ−ＭＩＭＯの支援が考慮されている。参考として、ＩＥＥＥ ８０２．１１システムにおいてＤＬ ＭＵ−ＭＩＭＯは、１個より多いアンテナを持つＡＰが同一の無線周波数を通じて物理層プロトコルデータユニット（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｄａｔａ ｕｎｉｔ、ＰＰＤＵ）を複数の受信非−ＡＰ ＳＴＡに送信し、各非−ＡＰ ＳＴＡが同時に、一つ以上の区別される（ｄｉｓｔｉｎｃｔ）空間−時間（ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ）ストリーム（ｓｔｒｅａｍ）を受信する技法をいう。現在、ＩＥＥＥ ８０２．１１標準は、ＣＳＭＡ技法の特性を考慮して、ＤＬ ＭＵ−ＭＩＭＯのみを支援し、ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯに対する支援は考慮していない。しかし、ＣＳＭＡベースシステムでＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯが支援されるとすれば、ＷＬＡＮシステムにおいてＵＬデータ処理率は増大するだろう。そこで、本発明は、ＣＳＭＡベースシステムでＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯを支援可能にするために、感知ベースのＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信技法及び周波数同期化技法を提案する。以下、パケット或いは信号の送信／受信のためのチャネル、物理リソース、媒体などを、媒体と総称する。

【0099】

図８は、本発明の一実施例に係る感知ベースのＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を例示する図である。

【0100】

本発明の一実施例に係る装置は、下記の規則によってＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行うことができる。

【0101】

＜規則＞

【0102】

Ｘ．媒体を感知し、媒体を現在占有している端末が自身とＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信が可能な端末であるか否か判断する。

【0103】

Ｙ．媒体を占有した端末がＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信が可能な端末でなければ、当該媒体が空になるまで待つ。そうでなければ、媒体に合流（ｊｏｉｎ）してＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行う。

【0104】

上記の＜規則＞に従うＵＬ送信は、受信装置であるＢＳがＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯをスケジューリングする既存のＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ技法と違い、送信装置が自分で、ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信が可能か否かを感知及び判断する。図８を参照すると、例えば、位置（Ａ，１）に存在する端末（以下、装置１）がＡＰに信号を送信している時、位置（Ｂ，４）に存在する端末（以下、装置２）は：

【0105】

（１）装置１が送信している信号を感知し、

【0106】

（２）装置１とのＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信が可能か否かを判断、すなわち、装置１と対を組むか否かを決定し、

【0107】

（３）装置１とのＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信が可能であると判断されると、装置１が占有している媒体に合流してＭＩＭＯ送信を行うことができる。

【0108】

上記の過程（１）で装置がいかなる信号を感知するかはシステムごとに異なってもよい。大部分のＣＳＭＡベースシステムにおいてパケットヘッダー（ｐａｃｋｅｔ ｈｅａｄｅｒ）は送信者と受信者の識別子（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ、ＩＤ）（或いは、アドレス（ａｄｄｒｅｓｓ））を含むので、他の端末によって占有された媒体に合流しようとする端末は、パケットヘッダーを受信することによって、いかなる端末がいかなる端末に信号を送信しているかが把握できる。また、パケットの種類もパケットヘッダーから把握できる。また、パケットを受信すると同時に、該パケットを送信した送信装置の時間／周波数同期化情報（例、周波数オフセット）も獲得することができる。すなわち、感知過程によって次の情報のうち一つ以上を獲得することができる。

【0109】

ａ．送信装置ＩＤ

【0110】

ｂ．受信装置ＩＤ

【0111】

ｃ．パケットの種類或いは用途

【0112】

ｄ．時間／周波数同期化情報

【0113】

一方、上記の過程（２）では、上記の過程（１）で得た情報（例、「ａ」〜「ｄ」のうち少なくとも一つ）を用いて、装置が主体的に、ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のために媒体上に合流するか否かを判断する。すなわち、図８を参照すると、位置（Ｂ，４）の装置２は、位置（Ａ，１）の装置１が送信するパケットから「ａ」〜「ｄ」のうち少なくとも一つを獲得し、それを用いて装置１と対を組むか否かを判断することができる。このような判断はシステムによって様々な基準によって行うことができる。

【0114】

上記の過程（３）では、合流しようとする装置が、媒体を既に占有している装置のパケット送信タイミング及び周波数同期に自身のパケット送信タイミング及び周波数同期を合わせて、自身のパケット或いは信号を送信することができる。例えば、図８を参照すると、位置（Ｂ，４）の装置２は、位置（Ａ，１）の装置１のパケット送信タイミング及び周波数同期に自身のパケット送信タイミング及び周波数同期を合わせ、それによって自身のパケット或いは信号を送信することができる。

【0115】

図９は、本発明の一実施例に係る感知ベースの周波数同期化技法を例示する図である。

【0116】

時間及び周波数同期化のうち、周波数同期化は、本発明の一実施例に係る感知ベースの周波数同期化技法によって行うことができる。図９を参照すると、本発明の一実施例に係る感知ベースの周波数（或いは、搬送波）同期化技法は、特定装置（以下、装置１）がパケット或いは信号を送信している時、装置１と共に同一媒体を通じて送信を行う他の装置（以下、装置２）が上記パケット或いは信号を聞き取ったりオーバーヒヤリングし、該パケット或いは信号から装置１の周波数オフセットを知った後、装置１の周波数オフセットに自身の周波数特性を合わせる。装置１の周波数特性に自身の周波数特性を合わせた装置２は、装置１がデータパケット或いは信号を送信する媒体上で自身のデータパケット或いは信号を送信する。

【0117】

図９の実施例による方式以外の方式で装置間の時間及び／又は周波数同期化を行ってもよい。例えば、装置２が装置１と時間及び周波数を同期化するために必要な情報は、ＢＳ或いはＡＰが制御情報として提供してもよく、システムにおいてあらかじめ設定されてもよい。例えば、時間及び周波数同期化に関する情報は、固定型ネットワークにおいて設置過程或いは最初セットアップ過程であらかじめ固定型ネットワーク内の装置が信号或いはパケットを交換しながら獲得した周波数オフセット及び／又はパケット送信タイミング値を保存して使用するようにすることによってシステムにあらかじめ設定されてもよい。ここでいう固定型ネットワークとは、ネットワーク内の装置の位置が一定時間以上固定しているネットワークを指す。

【0118】

一般に、送信タイミングオフセットは、ＡＰと該当の装置との伝搬遅延（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｄｅｌａｙ）のみを考慮した絶対的な送信タイミングオフセットを意味する。しかし、本発明の実施例では、送信タイミングオフセットが、絶対的な送信タイミングオフセットの他、ＭＵグループ内の他の装置との相対的な送信タイミングオフセットを意味することもできる。例えば、図８で、位置（Ａ，１）の端末を装置１、位置（Ｂ，４）の端末を装置２、ＡＰを装置３、装置「ｘ」と「ｙ」間の伝搬遅延をｄ_ｘｙとする。送信タイミングオフセットが絶対的な送信タイミングオフセットを意味する方式によれば、装置１と装置２にそれぞれｄ_１３とｄ_２３が提供され、装置１はｄ_１３だけ、装置２はｄ_２３だけあらかじめ送信するように制御される。送信タイミングオフセットが相対的な送信タイミングオフセットを意味する方式によれば、先に媒体を占有した装置１は送信タイミングオフセットを補償しないままパケットを送信し、既に装置１によって占有された上記媒体上で同時にパケットを送信しようとする装置２が装置１との相対的な伝搬遅延差（ｄ_２３−ｄ_１３）を補償して自身のパケットを送信することができる。すなわち、装置２はパケット送信を「ｄ_２３−ｄ_１３」だけあらかじめ送信し、装置１のパケットが装置３に到達する時間と自身のパケットが装置３に到達する時間とを合わせる。送信タイミングオフセットが相対的な送信タイミングオフセットを意味する実施例によれば、送信タイミングオフセットは、装置２とＡＰの位置が固定された場合にも、装置２がいずれの装置と対となってＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯを行うかによって変わることがある。

【0119】

本発明の感知ベースの周波数同期化技法において装置がどの装置に周波数特性を合わせるかは、様々な方法によって定めることができる。前述したように、代表装置を指定せず、媒体を先に占有した装置を基準にして、該装置と共にＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行おうとする他の装置が、上記装置の周波数特性に自身の周波数特性を合わせるように設定することができる。或いは、例えば、ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯを行う装置のグループにおいて代表装置を指定しておき、該代表装置を基準にして他の装置が周波数特性を合わせるように設定してもよい。又は、周波数同期が一致する場合にのみＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯが許容されるように制限してもよい。例えば、上記の過程（１）で装置２は媒体を感知し、該媒体を現在占有している端末が自身とＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信が可能か否かを判断する時、装置２の周波数同期と上記端末の周波数同期とが一致するか否かを考慮することができ、装置２は自身と周波数同期が一致する端末によって占有された媒体上に自身のパケット或いは信号を乗せることが許容されると判断することができる。

【0120】

一方、ＡＰからの特定パケットを基準（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）にしてＵＬパケットタイミングを同期化することが可能な場合は、すなわち、絶対的な送信タイミングオフセットによって全ての装置が同期化される場合は、ＭＵグループ化（すなわち、ＭＵペアリング）に関係なく装置別にタイミングオフセットが定められてもよい。例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１は、管理フレーム（ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｒａｍｅ）の一つとして、無線ネットワークの存在を知らせ、スキャニングを行うＳＴＡが無線ネットワークを探して無線ネットワークに参加できるように周期的に送信されるビーコン（ｂｅａｃｏｎ）フレームを定義しているが、ＵＬ送信を行おうとする装置は上記ビーコンフレーム或いは上記ビーコンフレーム内のビーコンをＵＬパケットタイミングの同期化のための基準として用いてもよい。

【0121】

前述した本発明の各実施例において、装置２が装置１によって占有された媒体に自身のパケットを乗せてＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を開始するとき、自身が装置１によって占有された媒体に合流して送信中であるということ或いは送信するということを、ＡＰに知らせることができる。例えば、装置２は、自身が合流するということを知らせる制御パケットを送信してもよく、合流するパケットのＭＡＣ或いはＰＨＹヘッダーの規定された位置に、合流しているというメッセージ或いは信号を送信してもよい。装置２はＡＰに上記制御パケットを送信した直後にＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のために合流してもよいが、他の実施例として、ＡＰが装置２に送信許可をした場合に限ってＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信に合流するように制限されてもよい。装置２がＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のために送信許可を必要とする実施例では、この送信許可に加えて、時間／周波数同期化に必要な情報が装置２にさらに提供されてもよい。

【0122】

装置２がＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の意図をＡＰに知らせる代わりに、ＡＰが特定パケットを受信する時、該特定パケットとペアリングされた他のパケットが自分に受信されるか否かをモニタすることによって、装置２がＡＰにそのような情報を知らせなくても、ＡＰが自分でＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯであるか否かを判別することもできる。

【0123】

また、装置２がＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信（の開始）を、現在媒体を占有している装置１（すなわち、ＭＵグループ化された装置）に知らせることもできる。ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信（の開始）を知らせる情報は、単純な情報提供のためのものでもよいが、装置１に許可を要請するためのものでもよい。後者の場合、装置２は装置１から送信許可を受信してから上記媒体上でＵＬ送信を行う。装置１は、送信許可に加えて、装置２が装置１の時間／周波数に同期化するために必要な情報を装置２に提供することができる。言い換えると、装置２は装置１にＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信に関する許可を要請することができ、ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を開始する前に装置１からＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の許可及び／又は時間／周波数同期化に必要な情報を受信することができる。

【0124】

一方、ネットワーク内の装置の位置が（一定時間以上）固定されている固定型ネットワークの場合、ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯを行う装置のグループが一応決まると、それから一定時間の間は装置グループ化情報が固定されても構わない。したがって、ネットワークが装置にグループ化情報を提供すると、ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯを行おうとする装置は感知過程を通じて、自身とＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯを行い得るグループ（以下、ＭＵグループ）内に送信装置ＩＤが存在するか否かを確認し、同一のＭＵグループ内の装置がＡＰに送信中であることを確認した場合に限ってＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行うこともできる。すなわち、下記の条件を満たす場合に、装置は他の装置によって占有された媒体に合流してＵＬ送信を行うことができる。

【0125】

・条件Ａ．送信装置ＩＤ∈ＭＵグループ

【0126】

・条件Ｂ．受信機器ＩＤ∈目標（ｔａｒｇｅｔ）ＡＰのＩＤ

【0127】

ただし、上記の条件Ａ及びＢを満たしても、該当の装置が既にデータパケット送信を片付けているときは送信に合流し難い。そこで、感知するパケットが特定のパケット種類に該当する場合にのみ合流が許容されるという条件が追加されてもよい。

【0128】

図１０は、本発明の他の実施例に係る感知ベースのＭＵ−ＭＩＭＯ送信を例示する図である。特に、図１０は、ＲＴＳパケット感知ベースのＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の一例である。

【0129】

例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１では、図７で説明した通り、データパケットを送信する前に、隠れたノード問題を防止するために装置とＡＰ間にＲＴＳパケットとＣＴＳパケットを交換（ｅｘｃｈａｎｇｅ）する。この場合、ＲＴＳパケットが感知された場合にのみＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のための合流が許容されると規定することができる。

【0130】

図１０を参照すると、装置２がＭＵグループに属した装置１のＲＴＳパケットを感知すると、装置２もＲＴＳパケットをＡＰに送信する。装置１及び装置２から（順次に）ＲＴＳパケットを受信したＢＳ或いはＡＰは、装置１及び装置２にＣＴＳパケットを送信する。本発明の感知ベースのＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のためのＲＴＳ／ＣＴＳ交換方式は、図７で説明した既存ＩＥＥＥ ８０２．１１標準に定義されたＲＴＳ／ＣＴＳ交換方式とは異なる。したがって、本発明がＩＥＥＥ ８０２．１１システムに適用されるには、装置がＲＴＳ受信後にＣＴＳを送信する間隔（ｉｎｔｅｒｖａｌ）を再定義すればよい。例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１システムではＡＰはＳＴＡからＲＴＳを受信すると所定の時間（例えば、ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ））の後にＣＴＳを送るように定義されているが、本発明の感知ベースのＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のためのＲＴＳ／ＣＴＳ交換のためには上記所定の時間を再定義すればよい。一方、ＣＴＳは下記のいずれか一つを用いて送信することができる。

【0131】

・Ａｌｔ１：マルチキャストメッセージング（ｍｕｌｔｉｃａｓｔ ｍｅｓｓａｇｉｎｇ）

【0132】

・Ａｌｔ２：異なるタイミングでユニキャストメッセージング（ｕｎｉｃａｓｔ ｍｅｓｓａｇｉｎｇ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｉｍｉｎｇ）

【0133】

・Ａｌｔ３：ＤＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信でユニキャストメッセージング（ｕｎｉｃａｓｔ ｍｅｓｓａｇｉｎｇ ｗｉｔｈ ＤＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）

【0134】

Ａｌｔ１は、一つのパケットを、ＲＴＳを送った装置の全てに送る方式（例、パケットの受信ＩＤが複数、或いは受信ＩＤ＝グループＩＤ）であり、Ａｌｔ２は、ＲＴＳを送った装置のそれぞれに対してＣＴＳを別々に構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ）し、互いに異なるタイミングに送る方式であり、Ａｌｔ３は、ＲＴＳを送った装置に対するＣＴＳを装置別にそれぞれ構成するが、それらの装置に対するＣＴＳをＤＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を用いて同時に同一の媒体上で送る方式である。Ａｌｔ１、Ａｌｔ２、Ａｌｔ３において表１及び表２のフレームフォーマットを用いることができる。

【0135】

本実施例において、周波数及び／又はタイミング同期化のためにＡＰがＭＵグループ化された装置にＣＴＳを送信する時、装置に周波数オフセット及び／又は送信タイミングオフセット値を送信してもよい。

【0136】

本実施例において、合流しようとする装置２がＲＴＳをＡＰに送信する過程とＡＰが装置２にＣＴＳを送信する過程は必須ではなく、省略されてもよい。例えば、装置２が装置１のＲＴＳパケットを感知した後、ＡＰとのＲＴＳ／ＣＴＳ交換手順無しで、装置１がデータパケットを送信する時に自身のデータパケットを併せて送信することもできる。

【0137】

本実施例において装置２は装置１に、装置１が占有している媒体に装置２が合流するということを知らせる情報を送信することができる。装置１が占有している媒体に装置２が合流するということを知らせる情報は、単純な情報提供のためのものでもよく、装置１に許可を要請するためのものでもよい。後者の場合、装置２は装置１から送信許可を受信すると、上記媒体上でＵＬ送信を行う。装置１は送信許可に加えて、装置２が装置１の時間／周波数に同期化するために必要な情報を装置２に提供することができる。

【0138】

図１１は、本発明の更に他の実施例に係る感知ベースのＭＵ−ＭＩＭＯ送信を例示する図である。

【0139】

ＩＥＥＥ ８０２．１１システムでは、データパケットが一定大きさ以上であれば、データパケットはより小さい大きさの複数のデータセグメントに分割され、これらの複数のデータセグメントが順次に送信される。図１１を参照すると、本発明の一実施例に係る装置２は装置１のＲＴＳを感知した場合の他、データパケットが分割された場合にも、その情報を感知して装置１のＵＬ送信過程に合流することができる。例えば、データが分割され、感知したパケットがデータパケットの複数のデータセグメントのうち特定順序以内のデータセグメントである場合に、装置２が装置１のＵＬ送信に合流することが許容されると定義することができる。このとき、装置２は、図１１に示すように、ＡＰに装置１がＵＬ送信に合流してＵＬ送信を始めるという情報（図１１のＭＵ−ＭＩＭＯ通知パケット）を送信した後に合流してもよく、ＭＵ−ＭＩＭＯ通知パケットの送信を省略し、直ちにＭＵ−ＭＩＭＯ送信のために合流してもよい。ＭＵ−ＭＩＭＯ通知パケットは、合流しようとする装置（図１１の装置２）のＩＤ、データ送信量などの情報を含むことができる。

【0140】

図１０の実施例及び／又は図１１の実施例に基づく装置は、下記の条件を満たす場合に、他の装置によって占有された媒体に合流してＵＬ送信を行う。

【0141】

・条件Ｃ．感知したパケットの種類がＲＴＳパケットであるか、又は分割されたデータパケットのセグメントのうち特定順序以内のセグメントである

【0142】

条件Ｃは条件Ａ及び条件Ｂと共に用いられてもよい。すなわち、本発明の一実施例に係る装置は、条件Ａ、条件Ｂ及び条件Ｃを満たす場合に、他の装置によって占有された媒体に合流してＵＬ送信を行うことができる。

【0143】

一方、「条件Ａ及び条件Ｂ」及び／又は「条件Ｃ」に加えて、時間／周波数同期化条件が追加されてもよい。例えば、装置２が感知したパケットの周波数オフセットが自身の送信パケットの周波数オフセットと特定誤差範囲以内である場合にのみ合流してＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信をするように規定されてもよい。もし装置２が自身の周波数オフセット特性を知っていないと、自身の送信パケットの周波数オフセットと比較する代わりに、感知したパケットの周波数オフセットの絶対値が特定誤差範囲以内である場合に、他の装置によって占有された媒体に合流することが許容されると規定されてもよい。或いは、上で提案した感知ベースの周波数同期化技法を適用して装置２が周波数オフセットを当該媒体上で既に送信をしている他の装置に合わせることができるため、感知したパケットの周波数オフセットが他の装置のＵＬ送信に合流しようとする装置が修正可能な送信周波数オフセット範囲以内である場合に限ってＭＵ−ＭＩＭＯ送信が許容されると規定されてもよい。要するに、本発明の一実施例に係る装置は、「条件Ａ及び条件Ｂ」及び／又は「条件Ｃ」に加えて、下記の条件を満たす場合に、他の装置によって占有された媒体に合流してＵＬ送信を行うことができる。

【0144】

・条件Ｄ．感知したパケットの周波数オフセットが：

【0145】

・・Ａｌｔ１．特定誤差範囲以内である場合；或いは

【0146】

・・Ａｌｔ２．自身の送信周波数オフセットと特定誤差範囲以内の差を有する場合；或いは

【0147】

・・Ａｌｔ３．感知ベースの周波数同期化技法が適用されるときは、自身の修正可能な送信周波数オフセット範囲以内である場合

【0148】

図１２は、本発明を実行する送信装置１０及び受信装置２０の構成要素を示すブロック図である。

【0149】

送信装置１０及び受信装置２０は、情報及び／又はデータ、信号、メッセージなどを運ぶ無線信号を送信又は受信できるＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニット１３，２３と、無線通信システムにおける通信に関連した各種情報を記憶するメモリー１２，２２と、ＲＦユニット１３，２３及びメモリー１２，２２などの構成要素に動作的に連結され、当該装置が前述した本発明の実施例の少なくとも一つを実行するようにメモリー１２，２２及び／又はＲＦユニット１３，２３を制御するように構成されたプロセッサ１１，２１と、をそれぞれ備える。

【0150】

メモリー１２，２２は、プロセッサ１１，２１の処理及び制御のためのプログラムを格納することができ、入／出力される情報を臨時記憶することができる。メモリー１２，２２をバッファーとして活用することができる。

【0151】

プロセッサ１１，２１は、通常、送信装置又は受信装置内の各種モジュールの動作全般を制御する。特に、プロセッサ１１，２１は、本発明を実行するための各種制御機能を果たすことができる。プロセッサ１１，２１は、コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、マイクロコントローラ（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、マイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコンピュータ（ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ）などと呼ぶこともできる。プロセッサ１１，２１は、ハードウェア（ｈａｒｄｗａｒｅ）、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア、又はこれらの結合によって具現することができる。ハードウェアを用いて本発明を具現する場合には、本発明を実行するように構成されたＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）などをプロセッサ１１，２１に備えることができる。一方、ファームウェアやソフトウェアを用いて本発明を具現する場合には、本発明の機能又は動作を実行するモジュール、手順又は関数などを含むようにファームウェアやソフトウェアを構成することができ、本発明を実行できるように構成されたファームウェア又はソフトウェアは、プロセッサ１１，２１内に組み込まれてもよく、メモリー１２，２２に格納されてプロセッサ１１，２１によって駆動されてもよい。

【0152】

送信装置１０のプロセッサ１１は、プロセッサ１１又はプロセッサ１１に接続されたスケジューラからスケジューリングされて外部に送信される信号及び／又はデータに対して所定の符号化（ｃｏｄｉｎｇ）及び変調（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を行った後にＲＦユニット１３に送信する。例えば、プロセッサ１１は、送信しようとするデータ列を逆多重化、チャネル符号化、スクランブリング、変調過程などを経てＫ個のレイヤに変換する。符号化されたデータ列は、コードワードと呼ばれることもあり、ＭＡＣ層が提供するデータブロックである送信ブロックと等価である。一送信ブロック（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｂｌｏｃｋ、ＴＢ）は一コードワードに符号化され、各コードワードは一つ以上のレイヤの形態で受信装置に送信される。周波数アップコンバートのためにＲＦユニット１３はオシレータ（ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を備えることができる。ＲＦユニット１３はＮ_ｔ個（Ｎ_ｔは１以上の正の整数）の送信アンテナを有することができる。

【0153】

受信装置２０の信号処理過程は、送信装置１０の信号処理過程の逆の過程で構成される。プロセッサ２１の制御下に、受信装置２０のＲＦユニット２３は、送信装置１０から送信された無線信号を受信する。ＲＦユニット２３は、Ｎ_ｒ個の受信アンテナを有することができ、受信アンテナから受信された信号のそれぞれを周波数ダウンコンバート（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｗｎ−ｃｏｎｖｅｒｔ）して基底帯域信号に復元する。ＲＦユニット２３は、周波数ダウンコンバートのためにオシレータを備えることができる。プロセッサ２１は、受信アンテナから受信した無線信号に対して復号（ｄｅｃｏｄｉｎｇ）及び復調（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を行って、送信装置１０が元来送信しようとしたデータとして復元することができる。

【0154】

ＲＦユニット１３，２３は、一つ以上のアンテナを有する。アンテナは、プロセッサ１１，２１の制御下に本発明の一実施例によって、ＲＦユニット１３，２３で処理された信号を外部に送信したり、外部から無線信号を受信してＲＦユニット１３，２３に伝達する機能を果たす。アンテナはアンテナポートと呼ぶこともできる。各アンテナは一つの物理アンテナに該当したり、一つよりも多い物理アンテナ要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）の組合せによって構成することができる。各アンテナから送信された信号は受信装置２０でそれ以上分解されることはない。該当のアンテナに対応して送信された参照信号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ、ＲＳ）は、受信装置２０の観点で見たアンテナを定義し、チャネルが一つの物理アンテナからの単一（ｓｉｎｇｌｅ）無線チャネルであるか、或いは上記アンテナを含む複数の物理アンテナ要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）からの合成（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）チャネルであるかに関係なく、受信装置２０にとっての上記アンテナに対するチャネル推定を可能にする。すなわち、アンテナは、該アンテナ上のシンボルを伝達するチャネルが同一アンテナ上の他のシンボルが伝達される上記チャネルから導出され得るように定義される。複数のアンテナを用いてデータを送受信する多重入出力（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ、ＭＩＭＯ）機能を支援するＲＦユニットは２個以上のアンテナと連結され得る。

【0155】

本発明の各実施例において、非−ＡＰ ＳＴＡは、上りリンクでは送信装置１０として動作し、下りリンクでは受信装置２０として動作することができる。ＡＰ ＳＴＡは、上りリンクでは受信装置２０として動作し、下りリンクでは送信装置１０として動作することができる。図９乃至図１１で、装置１と装置２は送信装置１０として動作し、ＡＰは受信装置２０として動作する。図９乃至図１１で、装置１と装置２は非−ＡＰ ＳＴＡであってよい。しかし、装置１がＡＰに信号を送信している他のＡＰ ＳＴＡであり、装置２が上記ＡＰに信号を送信しようとする非−ＡＰ ＳＴＡであるか、装置１がＡＰに信号を送信している非−ＡＰ ＳＴＡであり、装置２が上記ＡＰに信号を送信しようとする非−ＡＰ ＳＴＡであるか、又は、装置１及び装置２が両方ともＡＰ ＳＴＡであってもよい。

【0156】

本発明の一実施例に係る送信装置１０のプロセッサ１１は、ＲＦユニット１３を用いて、媒体が他の装置による目的受信装置２０への信号送信に使用されているか否か、すなわち、媒体が他の送信装置によって占有中であるか否かを感知するように構成される。プロセッサ１１は、媒体上でＡＰに送信される信号を感知することによって、該媒体が既に他の装置によって占有中であることを感知することができる。プロセッサ１１は：

【0157】

Ｘ．媒体を感知し、媒体を現在占有している他の送信装置が自身とＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信が可能な装置であるか否かを判断し；及び

【0158】

Ｙ．媒体を占有している他の送信装置がＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信が可能な装置でなければ、媒体が空になるまで待ち、そうでなければ、媒体上でＵＬ送信を行うようにＲＦユニット１３を制御する。

【0159】

図８を参照すると、例えば、位置（Ａ，１）に存在する装置１がＡＰに信号を送信している時、位置（Ｂ，４）に存在する送信装置１０のプロセッサ１１は：

【0160】

（１）装置１が送信する信号を感知するようにＲＦユニット１３を制御し；

【0161】

（２）装置１とのＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信が可能か否かを判断、すなわち、装置１と対を組むか否かを決定し；

【0162】

（３）装置１とのＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信が可能であると判断されると、装置１が占有している媒体に合流してＵＬ送信を行うようにＲＦユニット１３を制御する、ように構成することができる。

【0163】

上記の過程（１）で、プロセッサ１１は、他の送信装置によって占有されている媒体上でパケットヘッダーを受信することによって、他の送信装置が上記媒体上で、送信装置１０が信号を送信する受信装置２０と同一の受信装置に信号を送信しているか否かを感知することができる。プロセッサ１１は、ＲＦユニットが媒体上で受信したパケットから、下記情報のうち一つ以上を獲得するように構成されてもよい。

【0164】

ａ．送信装置ＩＤ

【0165】

ｂ．受信装置ＩＤ

【0166】

ｃ．パケットの種類或いは用途

【0167】

ｄ．時間／周波数同期化情報

【0168】

上記の過程（２）で、プロセッサ１１は、上記の過程（１）で得た情報（例、「ａ」〜「ｄ」のうち少なくとも一つ）を用いて、他の送信装置が信号を送信中である媒体上に合流するか否かを判断するように構成されてもよい。

【0169】

上記の過程（３）で、プロセッサ１１は、媒体を先に占有している他の装置のパケット送信タイミング及び周波数同期に送信装置１０のパケット送信タイミング及び周波数同期を合わせ、それによって上記媒体上で信号を送信するようにＲＦユニット１３を制御することができる。

【0170】

プロセッサ１１は、時間及び周波数同期化のうち周波数同期化を本発明の一実施例に係る感知ベースの周波数同期化技法によって行うことができる。プロセッサ１１はＲＦユニット１３を用いて、他の送信装置が送信中であるパケット或いは信号を媒体上でオーバーヒヤリングし、該感知されたパケット或いは信号から上記他の送信装置の周波数オフセットを獲得する構成とすることができる。プロセッサ１１は、上記の獲得した周波数オフセットに基づいて送信装置１０の周波数特性を調整することができる。プロセッサ１１は、上記の調整された周波数特性に基づいてデータパケット或いは信号を上記他の送信装置が信号を送信中である媒体上で受信装置２０に送信するようにＲＦユニット１３を制御することができる。

【0171】

他の例として、プロセッサ１１は、ＡＰ或いは受信装置２０から時間及び周波数同期化のための同期化情報或いはシステムにあらかじめ設定された同期化情報に応じて時間及び周波数同期化を行うように構成されてもよい。

【0172】

時間同期化と関連して、他の送信装置を装置１、送信装置１０を装置２、受信装置２０を装置３とし、装置「ｘ」と「ｙ」間の伝搬遅延をｄ_ｘｙとしよう。プロセッサ１１は、他の送信装置に比べて「ｄ_２３−ｄ_１３」だけあらかじめ信号を送信するようにＲＦユニット１３を制御することによって、他の送信装置のパケットが受信装置２０に到達する時間と送信装置１０のパケットが受信装置２０に到達する時間とを合わせる。

【0173】

プロセッサ１１は、上記の過程（１）で媒体を現在占有している他の送信装置が送信装置１０とＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信が可能な装置であるか否かを判断するとき、送信装置１０の周波数同期と他の送信装置の周波数同期とが一致するか否かを考慮するように構成されてもよい。両者の周波数同期が一致する場合、他の送信装置によって占有されている媒体上で信号を送信するようにＲＦユニット１３を制御することができる。

【0174】

一方、ＡＰからの特定パケットを基準（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）にしてＵＬパケットタイミングが同期化されることが可能な場合は、すなわち、絶対的な送信タイミングオフセットによって全ての装置が同期化される場合は、プロセッサ１１は、ＭＵグループ化（すなわち、ＭＵペアリング）に関係なく、装置別にタイミングオフセットを定めるように構成されてもよい。

【0175】

前述した本発明の各実施例において、プロセッサ１１は、媒体を現在占有している他の送信装置に、上記媒体上で信号を送信中或いは送信する予定であるという情報を送信するようにＲＦユニット１３を制御することができる。また、プロセッサ１１は、ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信（の開始）に関する情報を他の送信装置に送信するようにＲＦユニット１３を制御することができる。

【0176】

一方、プロセッサ１１は、下記の条件を満たす場合、装置が他の装置によって占有された媒体に合流してＵＬ送信を行うようにＲＦユニット１３を制御することができる。

【0177】

・条件Ａ．送信装置ＩＤ∈ＭＵグループ

【0178】

・条件Ｂ．受信機器ＩＤ∈目標（ｔａｒｇｅｔ）ＡＰのＩＤ

【0179】

ただし、プロセッサ１１は、感知されたパケットが特定パケットの種類に該当する場合にのみ、既に占有された媒体に合流してＵＬ送信を行うようにＲＦユニット１３を制御することもできる。

【0180】

プロセッサ１１は、他の送信装置が受信装置２０に送信するＲＴＳパケットが感知された場合にのみ、他の送信装置が占有している媒体上でＵＬ送信を行うようにＲＦユニット１３を制御することもできる。

【0181】

本実施例において、周波数及び／又はタイミング同期化のために、受信装置２０のプロセッサ２１はＭＵグループ化された装置にＣＴＳを送信するように構成することができる。プロセッサ２１は、ＣＴＳを送信する時、グループ化された装置に周波数オフセット及び／又は送信タイミングオフセット値を送信するようにＲＦユニット２３を制御することができる。

【0182】

一方、プロセッサ１１は、下記の条件を満たす場合に、他の送信装置によって占有された媒体に合流してＵＬ送信を行うようにＲＦユニット１３を制御することもできる。

【0183】

・条件Ｃ．感知したパケットの種類がＲＴＳパケットであるか、又は分割されたデータパケットのセグメントのうち特定順序以内のセグメントである

【0184】

条件Ｃは条件Ａ及び条件Ｂと共に用いられてもよい。

【0185】

一方、プロセッサ１１は、「条件Ａ及び条件Ｂ」及び／又は「条件Ｃ」に加えて、時間／周波数同期化条件をさらに考慮することもできる。例えば、プロセッサ１１は、「条件Ａ及び条件Ｂ」及び／又は「条件Ｃ」に加えて、下記の条件を満たす場合に、他の装置によって占有されている媒体に合流してＵＬ送信を行うようにＲＦユニット１３を制御することもできる。

【0186】

・条件Ｄ．感知したパケットの周波数オフセットが：

【0187】

・・Ａｌｔ１．特定誤差範囲以内である場合；或いは

【0188】

・・Ａｌｔ２．自身の送信周波数オフセットと特定誤差範囲以内の差を持つ場合；或いは

【0189】

・・Ａｌｔ３．感知ベースの周波数同期化技法が適用されるときは、自身の修正可能な送信周波数オフセット範囲以内である場合

【0190】

本発明の各実施例によれば、受信装置２０のＲＦユニット２３は、媒体上で任意の（ｃｅｒｔａｉｎ）送信装置から信号を受信する途中に、この信号の他、送信装置からも信号を受信することとなる。

【0191】

本発明の実施例によれば、ＣＳＭＡベースシステムにおいてＵＬ周波数同期化を效率的に行うことができる。

【0192】

また、本発明の実施例によれば、ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を效率的に行うことができる。

【0193】

また、本発明の実施例によれば、ＵＬデータ処理率を向上させることができる。

【0194】

以上開示された本発明の好ましい実施例についての詳細な説明は、当業者が本発明を具現して実施できるように提供された。以上では本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術の分野における熟練した当業者にとっては、添付した特許請求の範囲に記載された本発明を様々に修正及び変更することもできる。したがって、本発明は、ここに開示されている実施形態に制限されるものではなく、ここに開示されている原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えるためのものである。

【産業上の利用可能性】

【0195】

本発明の実施例は、無線通信システムにおいてアクセスポイント、ステーション、リレー又はユーザ機器、その他の装備に用いることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6(a)】

【図6(b)】

【図7(a)】

【図7(b)】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】