特開 2024-108764 無線通信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024108764

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】無線通信装置

(51)【国際特許分類】

   H04W 28/18 20090101AFI20240805BHJP

【ＦＩ】

H04W28/18 110

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023013313

(22)【出願日】2023-01-31

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和４年度、総務省、電波資源拡大のための研究開発委託事業、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100129115

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 雅夫

(74)【代理人】

【識別番号】100133569

【弁理士】

【氏名又は名称】野村 進

(74)【代理人】

【識別番号】100131473

【弁理士】

【氏名又は名称】覚田 功二

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 拓広

(72)【発明者】

【氏名】浜口 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】中村 理

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA21

5K067EE02

5K067EE10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】アプリケーションの要求条件に応じて無線通信システム全体の伝送効率を向上させるリンクアダプテーションを実施する無線通信装置を提供する。
【解決手段】アプリケーションをカテゴライズし、カテゴライズされたアプリケーションに応じて変調符号化方式（ＭＣＳ）を更新する方法を切り替えてフレームを送信する無線通信装置であって、上位層部は、アプリケーションが映像伝送である時、ＡＣＫフレームを受信した時の受信電力と送信元の送信電力を用いて信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を計算し、所定の誤り率以下となるように次のフレームで使用するＭＣＳを更新するＭＣＳ更新処理部を有する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレームを送信する無線通信装置であって、アプリケーションをカテゴライズするアプリケーション判断部と、前記カテゴライズされたアプリケーションに応じてＭＣＳを更新する方法を切り替えるＭＣＳ更新処理部と、を備える無線通信装置。

【請求項2】

アプリケーションが映像伝送である時、前記ＭＣＳ更新処理部は、ＡＣＫフレームを受信した時の受信電力と送信元の送信電力を用いてＳＩＮＲを計算し、所定の誤り率以下となるように次のフレームで使用するＭＣＳを更新する、請求項１に記載の無線通信装置。

【請求項3】

前記ＭＣＳ更新処理部は、フレームで使用するＭＣＳの伝送レートとアプリケーションの要求条件に基づいて計算された所定の伝送レートを比較する、請求項１に記載の無線通信装置。

【請求項4】

前記ＭＣＳ更新処理部は、フレームで使用するＭＣＳの伝送レートとアプリケーションの要求条件に基づいて計算された所定の伝送レートを比較し、アプリケーションの要求条件に基づいて異なる無線周波数帯に前記フレームを割り当てる、請求項１に記載の無線通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

無線通信システム分野において、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.）は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信の速度高速化、周波数利用効率化を実現するために無線ＬＡＮ標準規格であるＩＥＥＥ８０２．１１の仕様更新に継続して取り組んでいる。無線ＬＡＮでは、国・地域からの許可（免許）を必要とせずに使用することが可能なアンライセンスバンド（Unlicensed Band）を用いて、無線通信を行うことができる。家庭などの個人向け用途では、インターネットなどへのＷＡＮ（Wide Area Network）回線に接続するための回線終端装置に無線ＬＡＮアクセスポイント機能を含める、もしくは無線ＬＡＮアクセスポイント装置を回線終端装置に接続するなどして、住居内からのインターネットアクセスが無線化されてきた。つまり、スマートフォンやＰＣなどの無線ＬＡＮステーション装置は無線ＬＡＮアクセスポイント装置に接続して、インターネットにアクセスできる。現在では、無線ＬＡＮデバイスの急速な普及に伴い、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘの後継規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅの標準化活動が開始されており、無線ＬＡＮデバイスの過密配置環境においてユーザあたりの更なるスループット向上の検討が行われている。

【0003】

欧州においてはＥＴＳＩ（European Telecommunications Standards Institute）が、米国においてはＦＣＣ（Federal Communications Commission）が６ＧＨｚ帯（５．９３５～７．１２５ＧＨｚ）をアンライセンスバンドとして使用できるように検討しており、その他の世界各国においても同様の検討が進んでいる。このことは、無線ＬＡＮが２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚに追加して６ＧＨｚ帯も使用可能となる見込みがでてきたということである。対象周波数拡大に対応するために、Ｗｉ－Ｆｉ AllianceはＷｉ－Ｆｉ６の拡張版であるＷｉ－Ｆｉ６Ｅ（登録商標）を策定し、６ＧＨｚ帯使用するとしている。

【0004】

セルラや無線ＬＡＮなどの無線通信システムでは、無線環境に応じて変調符号化方式（Modulation and Coding Scheme：ＭＣＳ）を切り替えるリンクアダプテーションが導入されている。リンクアダプテーションは、無線通信システム全体の伝送効率を向上させることを目的とした技術であり、適応変調符号化（Adaptive Modulation and Coding：ＡＭＣ）とも呼ばれている。前記リンクアダプテーションにおいて、物理層フレーム（Physical layer convergence procedure Protocol Data Unit：ＰＰＤＵ）送信時のＭＣＳは、端末からフィードバックされるチャネル状態の情報に基づいて決定される（非特許文献１）。無線環境に応じてＭＣＳが設定されることで、誤り率を改善し、スループットを向上することができる。チャネル状態の情報とは、受信した電波の強度や品質に関する情報であり、基準信号受信電力（Reference Signal Received Power：ＲＳＲＰ）、信号対干渉雑音比（Signal to Interference plus Noise Ratio：ＳＩＮＲ）、チャネル品質情報（Channel Quality Indicator：ＣＱＩ）などがあるが、それらには限られない。例えば、セルラでは、リンクアダプテーションを用いることで、無線基地局がスケジューリングを行う際に、高いＭＣＳの端末から順に無線リソースに割り当てる最大ＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）法や、ユーザ間の公平性を考慮したＰＦ（Proportional Fairness）法が導入されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】"IEEE Standard for Information Technology--Telecommunications and Information Exchange between Systems - Local and Metropolitan Area Networks--Specific Requirements - Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications," in IEEE Std 802.11-2020 (Revision of IEEE Std 802.11-2016) 、2021.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

リンクアダプテーションでは、端末からフィードバックされるチャネル状態の情報に基づいてＭＣＳが更新される。すなわち、前記リンクアダプテーションは、物理層の情報に基づいたＭＣＳの更新方法を意味しており、アプリケーションの要求条件に応じてリンクアダプテーションの方法を切り替えることができない。すなわち、アプリケーション毎に適切なタイミングでＭＣＳが更新されないことで、アプリケーションの要求条件を満たすことができず、無線通信システム全体の伝送効率を低下させてしまう課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決するための無線通信装置は、次の通りである。

【0008】

（１）すなわち、本発明の一態様に係る無線通信装置は、フレームを送信する無線通信装置であって、アプリケーションをカテゴライズするアプリケーション判断部と、
前記カテゴライズされたアプリケーションに応じてＭＣＳを更新する方法を切り替えるＭＣＳ更新処理部と、を備える無線通信装置。

【0009】

（２）また、本発明の一態様に係る無線通信装置は、上記（１）に記載され、アプリケーションが映像伝送である時、前記ＭＣＳ更新処理部において、ＡＣＫフレームを受信した時の受信電力と送信元の送信電力を用いてＳＩＮＲを計算し、所定の誤り率以下となるように次のフレームで使用するＭＣＳを更新する。

【0010】

（３）また、本発明の一態様に係る無線通信装置は、前記ＭＣＳ更新処理部において、フレーム送信時に使用するＭＣＳの伝送レートとアプリケーションの要求条件に基づいて計算された所定の伝送レートを比較する。

【0011】

（４）また、本発明の一態様に係る無線通信装置は、前記ＭＣＳ更新処理部において、フレーム送信時に使用するＭＣＳの伝送レートとアプリケーションの要求条件に基づいて計算された所定の伝送レートを比較し、アプリケーションの要求条件に基づいて異なる無線周波数帯に前記フレームを割り当てる。

【発明の効果】

【0012】

本発明の効果は、第一に、アプリケーションに応じてリンクアダプテーションを切り替えることによって、アプリケーション毎に適切なタイミングでＭＣＳを更新できるようになり、一度に送信可能なビット数を向上させる、または、許容遅延時間などのアプリケーションの要求条件を満たすなどの多様な目的に応じ、無線通信システム全体の伝送効率の向上が期待できる点にある。第二に、本発明に係る映像伝送におけるリンクアダプテーションでは、端末からのチャネル状態の情報のフィードバックに基づくリンクアダプテーションと比較すると、アプリケーション層で発生したパケットの発生周期や前記パケットを構成するＰＰＤＵフレームの送信間隔が短周期となる場合でも、ＡＣＫフレームを受信した時の受信電力と送信元の送信電力を用いてＳＩＮＲを計算し、所定の誤り率以下となるように次のフレームで使用するＭＣＳを更新することができる点にある。このように、映像伝送のような厳しい要求条件であっても、より高い時間分解能で、チャネル状態の変動に応じ、次のフレームで使用するＭＣＳを更新することができる。第三に、アプリケーションの要求条件に基づく端末の割り当て処理について、アプリケーションの要求条件に基づいて計算された所定の伝送レートまたは所定の条件を満たせない端末を割り当てないとすることで媒体占有率を下げ、前記端末の代わりにアプリケーションの要求条件を満足する別の端末を割り当て、ＰＰＤＵフレームを送信することで、無線通信システム全体の伝送効率を改善できる点にある。第四に、異なる無線周波数帯への前記端末の割り当て処理について、アプリケーションの要求条件に基づいて計算された所定の伝送レートまたは所定の条件を満たせない端末を、使用している無線周波数帯から異なる無線周波数帯に割り当てＰＰＤＵフレームを送信することで、前記無線周波数帯の媒体占有率を下げるだけではなく、アプリケーションの要求条件に応じて無線周波数帯を切り替えることができるようになり、無線通信システム全体の伝送効率の改善が期待できる点にある。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一態様に係る無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。

【図2】本発明の一態様に係る無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。

【図3】本発明の一態様に係る無線リソースの分割例を示す概要図である。

【図4】本発明の一態様に係るフレーム構成の一例を示す図である。

【図5】本発明の一態様に係る無線通信システムの一構成例を示す図である。

【図6】本発明の一態様に係る無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。

【図7】本発明の一態様に係る無線通信方法の一例を示すフローチャート図である。

【図8】本発明の一態様に係る無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。

【図9】本発明の一態様に係る無線通信方法の一例を示す概要図である。

【図10】本発明の一態様に係る無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。

【図11】本発明の一態様に係る本発明の効果の一例を示す概要図である。

【図12】本発明の一態様に係る本発明の効果の一例を示す概要図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本実施形態における無線通信システムは、アクセスポイント装置（無線通信装置、もしくは、基地局装置とも呼称）、および複数のステーション装置（端末、もしくは、端末装置とも呼称）を備える。また、アクセスポイント装置とステーション装置とで構成される通信システム、ネットワークを基本サービスセット（Basic service set：ＢＳＳ、管理範囲）と呼ぶ。また、本実施形態に係るステーション装置は、アクセスポイント装置の機能を備えることができる。同様に、本実施形態に係るアクセスポイント装置は、ステーション装置の機能を備えることができる。

【0015】

ＢＳＳ内の基地局装置および端末装置は、それぞれＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier sense multiple access with collision avoidance）に基づいて、通信を行なうことができる。本実施形態においては、基地局装置が複数の端末装置と通信を行なうインフラストラクチャモードを対象とするが、それに限るものではない。本実施形態の方法は、端末装置同士が通信を直接行なうアドホックモードでも実施可能である。アドホックモードでは、端末装置が、基地局装置の代わりとなりＢＳＳを形成する。アドホックモードにおけるＢＳＳを、ＩＢＳＳ（Independent Basic Service Set）とも呼称する。以下では、アドホックモードにおいてＩＢＳＳを形成する端末装置を、基地局装置とみなすこともできる。本実施形態の方法は、例えば、端末装置同士が通信を直接行なうＷｉＦｉ Ｄｉｒｅｃｔ（登録商標）でも実施可能である。ＷｉＦｉ Ｄｉｒｅｃｔでは、端末装置が、基地局装置の代わりとなりGroupを形成する。以下では、ＷｉＦｉ ＤｉｒｅｃｔにおいてGroupを形成するGroup ownerの端末装置を、基地局装置とみなすこともできる。

【0016】

無線通信システムにおいて、ＩＥＥＥ８０２．１１システムの一例では、各無線通信装置は、共通のフレームフォーマットを持った複数のフレームタイプの送信フレームを送信することが可能である。送信フレームは、物理（Physical：ＰＨＹ）層、媒体アクセス制御（Medium access control：ＭＡＣ）層、論理リンク制御（Logical Link Control：ＬＬＣ）層、でそれぞれ定義されている。

【0017】

ＰＨＹ層の送信フレームは、物理プロトコルデータユニット（PHY protocol data unit：ＰＰＤＵ、物理層フレーム）と呼ばれる。ＰＰＤＵフレームは、物理層での信号処理を行なうためのヘッダ情報等が含まれる物理層ヘッダ（ＰＨＹヘッダ）と、物理層で処理されるデータユニットである物理サービスデータユニット（PHY service data unit：ＰＳＤＵ、ＭＡＣ層フレーム）等から構成される。ＰＳＤＵは無線区間における再送単位となるＭＡＣプロトコルデータユニット（MAC protocol data unit：ＭＰＤＵ）が複数集約された集約ＭＰＤＵ（Aggregated MPDU：Ａ－ＭＰＤＵ）で構成されることが可能である。

【0018】

例えば、ＰＨＹヘッダには、信号の検出・同期等に用いられるショートトレーニングフィールド（Short training field：ＳＴＦ）、データ復調のためのチャネル情報を取得するために用いられるロングトレーニングフィールド（Long training field：ＬＴＦ）などの参照信号と、データ復調のための制御情報が含まれているシグナル（Signal：ＳＩＧ）などの制御信号が含まれる。また、ＳＴＦは、対応する規格に応じて、レガシーＳＴＦ（Legacy-STF：Ｌ－ＳＴＦ）や、高スループットＳＴＦ（High throughput-STF：ＨＴ－ＳＴＦ）や、超高スループットＳＴＦ（Very high throughput-STF：ＶＨＴ－ＳＴＦ）や、高効率ＳＴＦ（High efficiency-STF：ＨＥ－ＳＴＦ）や、超高スループットＳＴＦ（Extremely High Throughput-STF：ＥＨＴ－ＳＴＦ）等に分類され、ＬＴＦやＳＩＧも同様にＬ－ＬＴＦ、ＨＴ－ＬＴＦ、ＶＨＴ－ＬＴＦ、ＨＥ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＨＴ－ＳＩＧ、ＶＨＴ－ＳＩＧ、ＨＥ－ＳＩＧ、ＥＨＴ－ＳＩＧに分類される。ＶＨＴ－ＳＩＧは更にＶＨＴ－ＳＩＧ－Ａ１とＶＨＴ－ＳＩＧ－Ａ２とＶＨＴ－ＳＩＧ－Ｂに分類される。同様に、ＨＥ－ＳＩＧは、ＨＥ－ＳＩＧ－Ａ１～４と、ＨＥ－ＳＩＧ－Ｂに分類される。また、同一規格における技術更新を想定し、追加の制御情報が含まれているＵｎｉｖｅｒｓａｌ ＳＩＧＮＡＬ（U-SIG）フィールドが含まれることができる。

【0019】

さらに、ＰＨＹヘッダは当該送信フレームの送信元のＢＳＳを識別する情報（以下、ＢＳＳ識別情報とも呼称する）を含むことができる。ＢＳＳを識別する情報は、例えば、当該ＢＳＳのＳＳＩＤ（Service Set Identifier）や当該ＢＳＳの基地局装置のＭＡＣアドレスであることができる。また、ＢＳＳを識別する情報は、ＳＳＩＤやＭＡＣアドレス以外の、ＢＳＳに固有な値（例えばＢＳＳ Ｃｏｌｏｒ等）であることができる。

【0020】

ＰＰＤＵフレームは対応する規格に応じて変調される。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格であれば、直交周波数分割多重（Orthogonal frequency division multiplexing：ＯＦＤＭ）信号に変調される。

【0021】

ＭＰＤＵは、ＭＡＣ層での信号処理を行なうためのヘッダ情報等が含まれるＭＡＣ層ヘッダ（MAC header）と、ＭＡＣ層で処理されるデータユニットであるＭＡＣサービスデータユニット（MAC service data unit：ＭＳＤＵ）もしくはフレームボディ、ならび誤りがないかをどうかをチェックするフレーム検査部（Frame check sequence：ＦＣＳ）で構成されている。また、複数のＭＳＤＵは集約ＭＳＤＵ（Aggregated MSDU：Ａ－ＭＳＤＵ）として集約されることも可能である。

【0022】

ＭＡＣ層のフレームタイプは、装置間の接続状態などを管理するマネジメントフレーム、装置間の通信状態を管理するコントロールフレーム、および実際の送信データを含むデータフレームの３つに大きく分類され、それぞれは更に複数種類のサブフレームタイプに分類される。コントロールフレームには、受信完了通知（Acknowledge：ＡＣＫ）フレーム、送信要求（Request to send：ＲＴＳ）フレーム、受信準備完了（Clear to send：ＣＴＳ）フレーム等が含まれる。マネジメントフレームには、ビーコン（Beacon）フレーム、プローブ要求（Probe request）フレーム、プローブ応答（Probe response）フレーム、認証（Authentication）フレーム、接続要求（Association request）フレーム、接続応答（Association response）フレーム等が含まれる。データフレームには、データ（Data）フレーム、ポーリング（CF-poll）フレーム等が含まれる。各装置は、ＭＡＣヘッダに含まれるフレームコントロールフィールドの内容を読み取ることで、受信したＭＡＣ層フレームのタイプおよびサブフレームタイプを把握することができる。

【0023】

なお、Ａｃｋには、Ｂｌｏｃｋ Ａｃｋが含まれても良い。Ｂｌｏｃｋ Ａｃｋは、複数のＭＰＤＵに対する受信完了通知を実施可能である。

【0024】

ビーコンフレームには、ビーコンが送信される周期（Beacon interval）やＳＳＩＤを記載するフィールド（Field）が含まれる。基地局装置は、ビーコンフレームを周期的にＢＳＳ内に報知することが可能であり、端末装置はビーコンフレームを受信することで、端末装置周辺の基地局装置を把握することが可能である。端末装置が基地局装置より報知されるビーコンフレームに基づいて基地局装置を把握することを受動的スキャニング（Passive scanning）と呼ぶ。一方、端末装置がプローブ要求フレームをＢＳＳ内に報知することで、基地局装置を探査することを能動的スキャニング（Active scanning）と呼ぶ。基地局装置は該プローブ要求フレームへの応答としてプローブ応答フレームを送信することが可能であり、該プローブ応答フレームの記載内容は、ビーコンフレームと同等である。

【0025】

端末装置は、基地局装置を認識したあとに、該基地局装置に対して接続処理を行なう。接続処理は認証（Authentication）手続きと接続（Association）手続きに分類される。端末装置は接続を希望する基地局装置に対して、認証フレーム（認証要求）を送信する。基地局装置は、認証フレームを受信すると、該端末装置に対する認証の可否などを示すステータスコードを含んだ認証フレーム（認証応答）を該端末装置に送信する。端末装置は、該認証フレームに記載されたステータスコードを読み取ることで、自装置が該基地局装置に認証を許可されたか否かを判断することができる。なお、基地局装置と端末装置は認証フレームを複数回やり取りすることが可能である。

【0026】

端末装置は認証手続きに続いて、基地局装置に対して接続手続きを行なうために、接続要求フレームを送信する。基地局装置は接続要求フレームを受信すると、該端末装置の接続を許可するか否かを判断し、その旨を通知するために、接続応答フレームを送信する。接続応答フレームには、接続処理の可否を示すステータスコードに加えて、端末装置を識別するためのアソシエーション識別番号（Association identifier：ＡＩＤ）が記載されている。基地局装置は接続許可を出した端末装置にそれぞれ異なるＡＩＤを設定することで、複数の端末装置を管理することが可能となる。

【0027】

接続処理が行われたのち、基地局装置と端末装置は実際のデータ伝送を行なう。ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、分散制御機構（Distributed Coordination Function：ＤＣＦ）と集中制御機構（Point Coordination Function：ＰＣＦ）、およびこれらが拡張された機構（拡張分散チャネルアクセス（Enhanced distributed channel access：ＥＤＣＡ）や、ハイブリッド制御機構(Hybrid coordination function：ＨＣＦ)等）が定義されている。以下では、基地局装置が端末装置にＤＣＦで信号を送信する場合を例にとって説明する。

【0028】

ＤＣＦでは、基地局装置および端末装置は、通信に先立ち、自装置周辺の無線チャネルの使用状況を確認するキャリアセンス（Carrier sense：ＣＳ）を行なう。例えば、送信局である基地局装置は予め定められたクリアチャネル評価レベル（Clear channel assessment level：ＣＣＡレベル）よりも高い信号を該無線チャネルで受信した場合、該無線チャネルでの送信フレームの送信を延期する。以下では、該無線チャネルにおいて、ＣＣＡレベル以上の信号が検出される状態をビジー（Busy）状態、ＣＣＡレベル以上の信号が検出されない状態をアイドル（Idle）状態と呼ぶ。このように、各装置が実際に受信した信号の電力（受信電力レベル）に基づいて行なうＣＳを物理キャリアセンス（物理ＣＳ）と呼ぶ。なおＣＣＡレベルをキャリアセンスレベル（ＣＳ level）、もしくはＣＣＡ閾値（ＣＣＡ threshold：ＣＣＡＴ）とも呼ぶ。なお、基地局装置および端末装置は、ＣＣＡレベル以上の信号を検出した場合は、少なくともＰＨＹ層の信号を復調する動作に入る。

【0029】

基地局装置は送信する送信フレームの種類に応じたフレーム間隔（Inter frame space：ＩＦＳ）だけキャリアセンスを行ない、無線チャネルがビジー状態かアイドル状態かを判断する。基地局装置がキャリアセンスする期間は、これから基地局装置が送信する送信フレームのフレームタイプおよびサブフレームタイプによって異なる。ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、期間の異なる複数のＩＦＳが定義されており、最も高い優先度が与えられた送信フレームに用いられる短フレーム間隔（Short ＩＦＳ：ＳＩＦＳ）、優先度が比較的高い送信フレームに用いられるポーリング用フレーム間隔（ＰＣＦ ＩＦＳ: ＰＩＦＳ）、最も優先度の低い送信フレームに用いられる分散制御用フレーム間隔（ＤＣＦ ＩＦＳ: ＤＩＦＳ）などがある。基地局装置がＤＣＦでデータフレームを送信する場合、基地局装置はＤＩＦＳを用いる。

【0030】

基地局装置はＤＩＦＳだけ待機したあとで、フレームの衝突を防ぐためのランダムバックオフ時間だけ更に待機する。ＩＥＥＥ８０２．１１システムにおいては、コンテンションウィンドウ（Contention window：ＣＷ）と呼ばれるランダムバックオフ時間が用いられる。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、ある送信局が送信した送信フレームは、他送信局からの干渉が無い状態で受信局に受信されることを前提としている。そのため、送信局同士が同じタイミングで送信フレームを送信してしまうと、フレーム同士が衝突してしまい、受信局は正しく受信することができない。そこで、各送信局が送信開始前に、ランダムに設定される時間だけ待機することで、フレームの衝突が回避される。基地局装置はキャリアセンスによって無線チャネルがアイドル状態であると判断すると、ＣＷのカウントダウンを開始し、ＣＷが０となって初めて送信権を獲得し、端末装置に送信フレームを送信できる。なお、ＣＷのカウントダウン中に基地局装置がキャリアセンスによって無線チャネルをビジー状態と判断した場合は、ＣＷのカウントダウンを停止する。そして、無線チャネルがアイドル状態となった場合、先のＩＦＳに続いて、基地局装置は残留するＣＷのカウントダウンを再開する。

【0031】

次に、ＰＰＤＵフレーム受信の詳細について説明する。受信局である端末装置は、前記ＰＰＤＵフレームを受信し、前記ＰＰＤＵフレームのＰＨＹヘッダを読み取り、受信した前記フレームを復調する。そして、端末装置は復調した信号のＭＡＣヘッダを読み取ることで、前記ＰＰＤＵフレームが自装置宛てのものか否かを認識することができる。なお、端末装置は、ＰＨＹヘッダに記載の情報（例えばＶＨＴ-ＳＩＧ-Ａの記載されるグループ識別番号(Group identifier：ＧＩＤ, Group ID)）に基づいて、前記ＰＰＤＵフレームの宛先を判断することも可能である。

【0032】

端末装置は、受信したＰＰＤＵフレームが自装置宛てのものと判断し、そして誤りなく前記ＰＰＤＵフレームを復調できた場合、前記ＰＰＤＵフレームを正しく受信できたことを示すＡＣＫフレームを送信局である基地局装置に送信しなければならない。ＡＣＫフレームは、ＳＩＦＳ期間の待機だけ（ランダムバックオフ時間は取られない）で送信される最も優先度の高い送信フレームの一つである。基地局装置は、端末装置から送信されるＡＣＫフレームの受信をもって、一連の通信を終了する。なお、端末装置が前記ＰＰＤＵフレームを正しく受信できなかった場合、端末装置はＡＣＫフレームを送信しない。よって基地局装置は、ＰＰＤＵフレーム送信後、一定期間（ＳＩＦＳ＋ＡＣＫフレーム長）の間、受信局からのＡＣＫフレームを受信しなかった場合、通信は失敗したものとして、通信を終了する。このように、ＩＥＥＥ８０２．１１システムの１回の通信（バーストとも呼ぶ）の終了は、ビーコンフレームなどの報知信号の送信の場合や、送信データを分割するフラグメンテーションが用いられる場合などの特別な場合を除き、必ずＡＣＫフレームの受信の有無で判断されることになる。

【0033】

端末装置は、受信したＰＰＤＵフレームが自装置宛てのものではないと判断した場合、ＰＨＹヘッダ等に記載されている前記ＰＰＤＵフレームの長さ（Length）に基づいて、ネットワークアロケーションベクタ（Network allocation vector：ＮＡＶ）を設定する。端末装置は、ＮＡＶに設定された期間は通信を試行しない。つまり、端末装置は物理ＣＳによって無線チャネルがビジー状態と判断した場合と同じ動作をＮＡＶに設定された期間行なうことになるから、ＮＡＶによる通信制御は仮想キャリアセンス（仮想ＣＳ）とも呼ばれる。ＮＡＶは、ＰＨＹヘッダに記載の情報に基づいて設定される場合に加えて、隠れ端末問題を解消するために導入される送信要求であるＲＴＳフレームや、受信準備完了を示すＣＴＳフレームによっても設定される。

【0034】

無線通信システムが使用する無線媒体は、複数のリソースユニット（Resource unit：ＲＵ）に分割されることができる。図３は、無線媒体の分割状態の一例を示す概要図である。例えば、リソース分割例１では、無線通信装置は無線媒体である周波数リソース（サブキャリア）を９個のＲＵに分割することができる。同様に、リソース分割例２では、無線通信装置は無線媒体であるサブキャリアを５個のＲＵに分割することができる。当然ながら、図３に示すリソース分割例はあくまで一例であり、例えば、複数のＲＵはそれぞれ異なるサブキャリア数によって構成されることも可能である。また、ＲＵとして分割される無線媒体には周波数リソースだけではなく空間リソースも含まれることができる。無線通信装置、例えばＡＰは、各ＲＵに異なる端末装置宛てのＰＰＤＵフレームを配置することで、複数の端末装置（例えば複数のＳＴＡ）に同時にＰＰＤＵフレームを送信することができる。前記ＡＰは、無線媒体の分割の状態を示す情報（Resource allocation information）を、共通制御情報として、自装置が送信するＰＰＤＵフレームのＰＨＹヘッダに記載することができる。更に、ＡＰは、各ＳＴＡ宛てのＰＰＤＵフレームが配置されたＲＵを示す情報（resource unit assignment information）を、固有制御情報として、自装置が送信するＰＰＤＵフレームのＰＨＹヘッダに記載することができる。

【0035】

また、複数の端末装置、例えば複数のＳＴＡは、それぞれ割り当てられたＲＵにフレームを配置して送信することで、同時にＰＰＤＵフレームを送信することができる。複数のＳＴＡは、ＡＰから送信されるトリガ情報を含んだフレーム（Trigger frame：ＴＦ）を受信した後、所定の期間待機したのち、前記ＰＰＤＵフレームの送信を行なうことができる。各ＳＴＡは、該ＴＦに記載の情報に基づいて自装置に割り当てられたＲＵを把握することができる。また、各ＳＴＡは、該ＴＦを基準としたランダムアクセスによりＲＵを獲得することができる。

【0036】

無線通信装置、例えばＡＰは、１つのＳＴＡに複数のＲＵを同時に割り当てることができる。該複数のＲＵは、連続するサブキャリアで構成されることも出来るし、不連続のサブキャリアで構成されることも出来る。ＡＰは、１つのＳＴＡに割り当てた複数のＲＵを用いて、１つのＰＰＤＵフレームを送信することが出来るし、複数のＰＰＤＵフレームをそれぞれ異なるＲＵに割り当てて送信することができる。該複数のＰＰＤＵフレームの少なくとも１つは、Resource allocation informationを送信する複数の端末装置に対する共通の制御情報を含むＰＰＤＵフレームであることができる。

【0037】

１つの端末装置、例えばＳＴＡは、ＡＰより複数のＲＵを割り当てられることができる。ＳＴＡは、割り当てられた複数のＲＵを用いて、１つのＰＰＤＵフレームを送信することができる。また、ＳＴＡは割り当てられた複数のＲＵを用いて、複数のＰＰＤＵフレームをそれぞれ異なるＲＵに割り当てて送信することができる。該複数のＰＰＤＵフレームは、それぞれ異なるフレームタイプのＰＰＤＵフレームであることができる。

【0038】

ＡＰは、１つのＳＴＡに複数のＡＩＤを割り当てることができる。ＡＰは、１つのＳＴＡに割り当てた複数のＡＩＤに対して、それぞれＲＵを割り当てることができる。ＡＰは、１つのＳＴＡに割り当てた複数のＡＩＤに対して、それぞれ割り当てたＲＵを用いて、それぞれ異なるＰＰＤＵフレームを送信することができる。該異なるＰＰＤＵフレームは、それぞれ異なるフレームタイプのＰＰＤＵフレームであることができる。

【0039】

１つのＳＴＡは、ＡＰより複数のＡＩＤを割り当てられることができる。１つのＳＴＡは割り当てられた複数のＡＩＤに対して、それぞれＲＵを割り当てられることができる。１つのＳＴＡは、自装置に割り当てられた複数のＡＩＤにそれぞれ割り当てられたＲＵは、全て自装置に割り当てられたＲＵと認識し、該割り当てられた複数のＲＵを用いて、１つのＰＰＤＵフレームを送信することができる。また、１つのＳＴＡは、該割り当てられた複数のＲＵを用いて、複数のＰＰＤＵフレームを送信することができる。このとき、該複数のＰＰＤＵフレームには、それぞれ割り当てられたＲＵに関連付けられたＡＩＤを示す情報を記載して送信することができる。ＡＰは、１つのＳＴＡに割り当てた複数のＡＩＤに対して、それぞれ割り当てたＲＵを用いて、それぞれ異なるＰＰＤＵフレームを送信することができる。該異なるＰＰＤＵフレームは、異なるフレームタイプのＰＰＤＵフレームであることができる。

【0040】

無線通信装置は、ＰＰＤＵフレームを送信する機能と受信する機能のいずれか、または両方を備える。無線通信装置、例えば、ＡＰが送信するＰＰＤＵフレーム構成の一例を図４に示すが、それらに限られるものではない。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応するＰＰＤＵフレームは、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ及びＤａｔａフレーム（ＭＡＣ Ｆｒａｍｅ、ＭＡＣフレーム、ペイロード、データ部、データ、情報ビット等）を含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格に対応するＰＰＤＵフレームはＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＨＴ－ＳＩＧ、ＨＴ－ＳＴＦ、ＨＴ－ＬＴＦ及びＤａｔａフレームを含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格に対応するＰＰＤＵフレームはＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＶＨＴ－ＳＩＧ－Ａ、ＶＨＴ－ＳＴＦ、ＶＨＴ－ＬＴＦ、ＶＨＴ－ＳＩＧ－Ｂ及びＭＡＣフレームの一部あるいは全てを含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ標準で検討されているＰＰＤＵフレームは、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、Ｌ－ＳＩＧが時間的に繰り返されたＲＬ－ＳＩＧ、ＨＥ－ＳＩＧ－Ａ、ＨＥ－ＳＴＦ、ＨＥ－ＬＴＦ、ＨＥ－ＳＩＧ－Ｂ及びＤａｔａフレームの一部あるいは全てを含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅ標準で検討されているＰＰＤＵフレームは、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＲＬ－ＳＩＧ、Ｕ－ＳＩＧ、ＥＨＴ－ＳＩＧ、ＥＨＴ－ＳＴＦ、ＨＥＴ－ＬＴＦ及びＤａｔａフレームの一部あるいは全てを含んだ構成である。

【0041】

図４中の点線で囲まれているＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ及びＬ－ＳＩＧはＩＥＥＥ８０２．１１規格において共通に用いられる構成である（以下では、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ及びＬ－ＳＩＧをまとめてＬ－ヘッダとも呼称する）。例えばＩＥＥＥ ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃ規格に対応するＰＰＤＵフレーム内のＬ－ヘッダを適切に受信することが可能である。ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃ規格に対応するＰＰＤＵフレームを、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応するＰＰＤＵフレームとみなして受信することができる。ただし、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置はＬ－ヘッダの後に続く、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃ規格に対応するＰＰＤＵフレームを復調することができないため、送信アドレス（ＴＡ：Transmitter Address）や受信アドレス（ＲＡ：Receiver Address）やＮＡＶの設定に用いられるＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに関する情報を復調することができない。

【0042】

無線通信装置は、ＰＰＤＵフレームの受信動作中も、当該ＰＰＤＵフレーム以外のＰＰＤＵフレームの一部、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１により規定されるプリアンブル、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、ＰＬＣＰヘッダ等の受信動作を行うことができる。無線通信装置は、ＰＰＤＵフレームの受信動作中に、当該ＰＰＤＵフレーム以外のＰＰＤＵフレームの一部を検出した場合に、宛先アドレス、送信元アドレス、ＰＰＤＵフレーム等に関する情報の一部または全部を更新することができる。

【0043】

以降、本発明に係る実施形態を説明する上では、限定されない限り、フレームは送信フレームであって、ＰＰＤＵフレームを示すものとして定義する。図５は、本実施形態に係る無線通信システムの一例を示した図であるが、それらに限られない。無線通信システム３－１は、無線通信装置１－１及び無線通信装置２－１～２－３を備えている。なお、無線通信装置１－１を基地局装置１－１とも呼称し、無線通信装置２－１～２－３を端末装置２－１～３とも呼称する。また、無線通信装置２－１～２－３および端末装置２－１～２－３を、無線通信装置１－１に接続されている装置として、無線通信装置２Ａおよび端末装置２Ａとも呼称する。無線通信装置１－１及び無線通信装置２Ａは、無線接続されており、お互いにＰＰＤＵフレームの送受信を行うことができる状態にある。また、本実施形態に係る無線通信システムは、無線通信システム３－１の他に無線通信システム３－２を備えてもよい。無線通信システム３－２は、無線通信装置１－２及び無線通信装置２－４～６を備えている。なお、無線通信装置１－２を基地局装置１－２とも呼称し、無線通信装置２－４～６を端末装置２－４～６とも呼称する。また、また、無線通信装置２－４～６および端末装置２－４～６を、無線通信装置１－２に接続されている装置として、無線通信装置２Ｂおよび端末装置２Ｂとも呼称する。無線通信システム３－１、無線通信システム３－２は異なるＢＳＳを形成するが、これはＥＳＳ（Extended Service Set）が異なることを必ずしも意味していない。ＥＳＳは、ＬＡＮ（Local Area Network）を形成するサービスセットを示している。つまり、同じＥＳＳに属する無線通信装置は、上位層から同一のネットワークに属しているとみなされることができる。また、ＢＳＳはＤＳ（Distribution System）を介して結合されてＥＳＳを形成する。なお、無線通信システム３－１、３－２のそれぞれは、さらに複数の無線通信装置を備えることも可能である。

【0044】

無線通信システムにおけるリンクアダプテーションの一例を図１と図２を用いて説明する。図１に無線通信装置（１０－１）、図２に自律分散制御部（１０００２－１）の一例を示す。前記無線通信装置は、上位層部（１０００１－１）、ＭＡＣ層部（１０００１ａ－１）、ＭＣＳ更新処理部（１０００１ｂ－１）、自律分散制御部、送信部（１０００３－１）、物理層フレーム生成部（１０００３ａ－１）、無線送信部（１０００３ｂ－１）、受信部（１０００４－１）、無線受信部（１０００４ａ－１）、信号復調部（１０００４ｂ－１）、アンテナ部（１０００５－１）を含み、前記自律分散制御部は、図２中に示すＣＣＡ部（１０００２ａ－１）、バックオフ部（１０００２ｂ－１）、送信判断部（１０００２ｃ－１）を含む。

【0045】

前記無線通信装置の受信部は、端末からフィードバックされたチャネル状態の情報を含む無線周波数帯の信号をアンテナ部で受信し、無線受信部で、前記無線周波数帯の信号から物理層信号を生成する。前記無線受信部は、前記物理層信号の受信電力とプリアンブルの復調結果を自律分散制御部のＣＣＡ部に通知するとともに、前記物理層信号を受信したことを送信判断部へ通知する。信号復調部は、誤り訂正復号化等を実施し、前記物理層信号からＰＰＤＵフレームを復調することで、物理層ヘッダ、ＭＡＣヘッダ、データ部のいずれかまたは全てを取り出し、上位層部に伝達する。前記チャネル状態の情報は、ＳＩＮＲ等を用いることができるが、それには限られない。

【0046】

前記無線通信装置の上位層部は、端末宛に発生したパケットをＭＡＣ層に伝達し、ＭＰＤＵまたはＭＰＤＵを集約したＡ－ＭＰＤＵ（Aggregated MAC Protocol Data Unit）を生成する。前記ＭＡＣ層部は、前記ＭＰＤＵを送信部の物理層フレーム生成部に伝達すると共に、ＭＣＳ更新処理部にてＰＰＤＵフレームの送信を開始する旨を自律分散制御部の送信判断部に通知する。前記ＭＣＳ更新処理部は、チャネル状態の情報、例えば、ＳＩＮＲ等に基づいて所定の誤り率以下となるように、次のフレームで使用するＭＣＳを更新でき、ＭＣＳ更新処理部＃１, …,＃Ｎのように端末数Ｎだけ処理する。

【0047】

自律分散制御部のＣＣＡ部は、キャリアセンスを行い、チャネルの状態（ｉｄｌｅ／ｂｕｓｙ）を判断し、その結果をバックオフ部に通知する。送信判断部は、物理層信号を受信している場合に、フレーム間隔（Inter frame space：ＩＦＳ）だけ待機する。前記送信判断部は、フレーム間隔としてＤＩＦＳを用いることができ、ＰＰＤＵフレームの送信を開始する旨が通知されている場合、ＤＩＦＳ経過後、バックオフ部にバックオフカウンタのカウントダウン開始を要求する。なお、前記バックオフ部は、前記チャネルの状態がｉｄｌｅであり、前記送信判断部においてバックオフカウンタのカウントダウン開始を要求されている場合に、バックオフカウンタのカウントダウンを開始することができる。一方、前記チャネルの状態がｂｕｓｙである場合は、バックオフカウンタのカウントダウンを中断することができる。前記バックオフ部は、バックオフカウンタの値を前記送信判断部へと通知する。そして、前記送信判断部は、バックオフカウンタの値が0であるとき送信部の物理層フレーム生成部で、前記物理層信号からＰＰＤＵフレームを生成する。前記ＰＰＤＵフレームには、変調・符号化が実施され、無線送信部へ伝達される。前記無線送信部は、前記ＰＰＤＵフレームを、無線周波数帯の信号に変換した後、物理層信号を生成し、アンテナ部を介して前記物理層信号を送信する。なお、前記ＰＰＤＵフレームに使用するＭＣＳは、受信したチャネル状態の情報に基づいて更新されたＭＣＳを用いることができる。
［第１の実施形態］

【0048】

本発明は、アプリケーションに応じてリンクアダプテーションの方法を切り替える無線通信装置に係るものである。以降、本発明に係る実施形態の一例とその概要を説明する。現存のアプリケーションには、大きく分けてアプリケーション層で発生するデータが一定周期または非周期的に発生するものがある。したがって、アプリケーションの実現には、各々のアプリケーションの要求条件が満たされるように、ＭＣＳを更新し、無線通信システム全体の伝送効率の向上が求められる。以降、本発明に係る無線通信装置は、例えば、ＡＰに限られるものではなく、端末においても有効である。

【0049】

アプリケーションとして、一定周期でデータが発生する映像伝送では、短い周期で映像パケットが発生するため、前記映像パケットを構成するＰＰＤＵフレームの送信間隔は短くなる。したがって、許容遅延時間等の映像伝送の要求条件が満たされるように、前記ＰＰＤＵフレームの送信毎に、次のＰＰＤＵフレームで使用するＭＣＳが更新されていかなければならない。しかし、端末からチャネル状態の情報をフィードバックするリンクアダプテーションでは、前記フィードバック間隔がＰＰＤＵフレームの送信間隔よりも長周期となることで、ＰＰＤＵフレームの送信毎に次のＰＰＤＵフレームで使用するＭＣＳを更新することができない。前記フィードバックが長周期となる理由は、ＰＰＤＵフレームを伝送する上でのオーバーヘッドを抑えるためである。なお、本発明に係るチャネル状態の情報とは、受信した電波の強度や品質に関する情報であって、ＲＳＲＰ、ＳＩＮＲ、ＣＱＩ等のいずれかまたは複数を示すが、それらに限られない。そこで、アプリケーションが映像伝送である場合に、映像パケットを構成するＰＰＤＵフレームに対するＡＣＫ (acknowledgement)フレームを受信したタイミングでＭＣＳを更新する。なお、前記ＡＣＫフレームは、厳密にはＭＡＣフレームであるが、ここではＰＰＤＵフレームとして伝送される物理層フレームを示す。これより、映像パケットの発生周期やＰＰＤＵフレームの送信間隔が短周期であり、尚且つ、ＰＰＤＵフレーム送信間隔の中でチャネル状態が変動したとしても、ＡＣＫフレームを受信した時の受信電力と送信元の送信電力を用いてＳＩＮＲを計算し、所定の誤り率以下となるように次のフレームで使用するＭＣＳを更新することができるようになるため、チャネル状態の情報のフィードバックに基づくリンクアダプテーションと比較すると、より高い時間分解能でＭＣＳの更新が実現できるようになる。

【0050】

また、アプリケーションとしてセンシングでは、ＩｏＴデバイス等によるセンシングの結果であるセンサ情報を定期的に伝送する必要がある。前記センシングデバイスが前記センサ情報を一度に誤りなく伝送するためには、前記センサ情報の送信周期よりも短周期にＭＣＳを更新しなければならない。そこで、アプリケーションがセンシングである場合、端末がチャネル状態の情報をフィードバックする周期は、前記センサ情報の送信間隔よりも短周期となる所定のフィードバック周期に設定し、ＭＣＳを更新する。これより、前記センシングデバイスは、前記センサ情報の送信間隔内にチャネル状態が変動したとしても、前記センサ情報を含むＰＰＤＵフレームの送信前にＭＣＳを更新することができるため、前記ＰＰＤＵフレームの再送等による遅延の影響を抑えた、センシングが期待できる。

【0051】

一方、アプリケーションとしてブラウジングでは、ユーザ要求が発生した非周期的なタイミングでパケットが発生する。ユーザ要求を受信した無線通信装置では、前記ユーザ要求に含まれる要求条件を満たすように、端末に前記パケットを構成するＰＰＤＵフレームを伝送することで、ブラウザ、ページ、メディア等の表示・更新処理が実現される。前記ユーザ要求に対する処理が完了するまでには、上位層部におけるファイル読込やレンダリングの時間といったオーバーヘッドが含まれるものの、スムーズなブラウジングの実現には、アプリケーション層で発生したパケットはできる限り早く送り切る必要があるため、前記パケットを構成するＰＰＤＵフレームについても一度に誤りなく伝送し切らなければならない。したがって、本発明に係る無線通信装置は、ＰＰＤＵフレームに応じたＡＣＫフレーム受信時において、前記ＡＣＫフレームに含まれるＡＣＫ／ＮＡＣＫの数に基づいてＳＩＮＲを調整し、所定の誤り率以下となるように、次のＰＰＤＵフレームで使用するＭＣＳを更新する。端末からチャネル状態の情報をフィードバックさせるＭＣＳの更新方法と比較して、ブラウジングにおける前記ＡＣＫ／ＮＡＣＫの数に基づいたＳＩＮＲの調整は、送信できたビット数に着目したＭＣＳの更新方法であることから、一度に送信可能なビット数の向上が期待できる。

【0052】

以上より、アプリケーションに応じてリンクアダプテーションを切り替えることができれば、アプリケーション毎に適切なタイミングでＭＣＳを更新できるようになり、一度に送信可能なビット数を向上させる、または、許容遅延時間などの要求条件を満たすなどの多様な目的に応じ、無線通信システム全体の伝送効率の向上が期待できる。

【0053】

本実施形態に係るアプリケーションに応じたリンクアダプテーションを実施する無線通信装置を説明する。図６に、本発明に係るアプリケーションに応じてリンクアダプテーションを実施する無線通信装置（１０－２ａ）の一例を示しているが、アプリケーションが映像伝送である場合のリンクアダプテーションを実施する無線通信装置（１０－２ｂ）の一例は図８で説明する。本発明に係る実施形態においては、図１と図２に記載したブロック図と同じ部分の説明を省略する。前記無線通装置の上位層部は、アプリケーション層で発生した端末宛のパケットをＭＡＣ層部へ伝達すると共に、前記パケットに紐づけられたアプリケーションの要求条件をアプリケーション判断部（１０００１ｃ－１）に伝達する。前記アプリケーション判断部は、前記要求条件に基づいてアプリケーションをカテゴライズし、その結果をＭＣＳ更新処理部に通知する。前記ＭＣＳ更新処理部は、カテゴライズされたアプリケーションの要求条件に基づいて、ＰＰＤＵフレームの送信を開始する旨を送信判断部に通知する、または、通知しないとすることができる。

【0054】

前記アプリケーション判断部において、前記カテゴライズされたアプリケーションが映像伝送である場合、映像伝送の要求条件をＭＣＳ更新処理部に伝達する。図８の無線受信部では、受信部で受信した物理層信号の受信電力を上位層部の前記ＭＣＳ更新処理部にも伝達する。前記ＭＣＳ更新処理部は、ＡＣＫフレームを受信した時の物理層信号の受信電力と送信元の送信電力を用いてＳＩＮＲを計算し、所定の誤り率以下となるように次のＰＰＤＵフレームで使用するＭＣＳを更新することができる。なお、前記送信電力は、ＡＣＫフレームの送信元の端末が定める値を予め前記無線通信装置に伝達することができる。また、前記無線通信装置は、無線通信システム内で決定される値を予め取得する等の方法を用いて送信元の送信電力を把握することができる。

【0055】

前記アプリケーション判断部において、前記カテゴライズされたアプリケーションがセンシングである場合、前記センシングの要求条件をＭＣＳ更新処理部に伝達するとともに、チャネル状態の情報のフィードバック周期を示す所定のフィードバック周期を端末へ伝達する必要があるため前記所定のフィードバック周期に関する情報をＭＡＣ層部へと通知する。なお、本発明に係るチャネル状態の情報とは、受信した電波の強度や品質に関する情報であって、ＲＳＲＰ、ＳＩＮＲ、ＣＱＩ等のいずれかまたは複数を示すものであるが、それらには限られない。前記ＭＣＳ更新処理部は、前記フィードバックされたチャネル状態の情報を用い、次のＰＰＤＵフレームで使用するＭＣＳを更新する。

【0056】

前記アプリケーション判断部において、前記カテゴライズされたアプリケーションがブラウジングである場合、端末から受信したユーザ要求には、ブラウジングに対する要求条件が含まれる。ブラウジングにおけるユーザ要求は非周期的に発生するものであって、その要求条件は映像伝送のように短周期でフレーム送信が必要となるような許容遅延時間等の厳しい要求条件とはならないが、前記要求に対するＰＰＤＵフレームは誤りなく送信せねばならない。そこで、前記アプリケーション判断部は、前記ブラウジングの要求条件をＭＣＳ更新処理部に伝達し、ＰＰＤＵフレームに対するＡＣＫフレームを受信したタイミングで、ＡＣＫ／ＮＡＣＫの数に基づいてＳＩＮＲを調整し、所定の誤り率以下となるように次のＰＰＤＵフレームで使用するＭＣＳを更新する。前記ＡＣＫ／ＮＡＣＫの数は、一度に誤りなく送信できたビット数の一つの指標とすることができる。

【0057】

アプリケーション毎のリンクアダプテーションについて、図６と図８の無線通信装置と図９を用いて説明する。図９において、（ａ）は映像伝送、（ｂ）はセンシング、（ｃ）はブラウジングに応じたリンクアダプテーションの一例を示す。当図中の長方形はＰＰＤＵフレーム、ＡＣＫフレーム等を示す。第一に、アプリケーションが映像伝送である時のリンクアダプテーションを説明する。図８の無線通信装置において、上位層部は、アプリケーション層で発生した端末宛の映像パケットをＭＡＣ層部へ伝達し、前記映像パケットに対応する映像伝送の要求条件をアプリケーション判断部へ伝達する。映像伝送におけるリンクアダプテーションにおいて、図８の無線受信部は、ＡＣＫフレームを受信した時の物理層信号の受信電力を上位層部のＭＣＳ更新処理部にも伝達する。図９（ａ）に、ＰＰＤＵフレームに対するＡＣＫフレームを受信したタイミングでＭＣＳを更新する一例を示す。当図中では、映像パケット＃１は許容遅延時間内に送り切れている一例であり、上矢印は残りのファイルサイズ、破線は残りファイルサイズの減少の様子を示す。前記ＭＣＳ更新処理部は、受信部から上位層部に伝達された物理層フレームがＡＣＫフレームである場合、ＡＣＫフレームを受信した時の物理層信号の受信電力と送信元の送信電力を用いてＳＩＮＲを計算し、所定の誤り率以下となるように次のＰＰＤＵフレームで使用するＭＣＳを更新する。なお、前記送信電力は、ＡＣＫフレームの送信元の端末が定める値を予め前記無線通信装置に伝達することができる。また、前記無線通信装置は、無線通信システム内で決定される値を予め取得する等の方法を用いて送信元の送信電力を把握することができる。

【0058】

第二に、アプリケーションがセンシングである時のリンクアダプテーションを説明する。図６の無線通信装置において、上位層部は、前記センシングの要求条件をＭＣＳ更新処理部に伝達するとともに、チャネル状態の情報のフィードバック周期を示す所定のフィードバック周期を端末に対して通知するため、前記所定のフィードバック周期に関する情報をＭＡＣ層部へと通知する。また、上位層部は、アプリケーション層で発生したパケットであるセンサ情報をＭＡＣ層部に伝達する。図９（ｂ）は、無線通信装置が、端末からの前記フィードバックを受信したタイミングで、次のＰＰＤＵフレームで使用するＭＣＳを更新する一例を示す。当図中では、アプリケーション層で発生したセンシングの結果を表すセンサ情報はパケット＃１等として示されており、センシングの周期は次のパケット＃２が発生する間隔を示す。当図中のＦＢは、端末からのチャネル状態の情報のフィードバックを示す。つまり、前記所定のフィードバック周期が、前記センサ情報の送信間隔よりも短周期であるときのリンクアダプテーションとなっており、前記ＭＣＳ更新処理部は、端末からフィードバックされたチャネル状態の情報を用い、例えば、ＳＩＮＲに基づいて、所定の誤り率以下となるように次のＰＰＤＵフレームで使用するＭＣＳを更新することができる。

【0059】

第三に、アプリケーションがブラウジングである時のリンクアダプテーションを説明する。図６において、ユーザ要求を受信した無線通信装置は、前記ユーザ要求に含まれる要求条件を満たすようにＰＰＤＵフレームを伝送することで、端末側でのブラウザ、ページ、メディア等の表示・更新処理が実現される。前記ユーザ要求を受信した受信部は、前記ユーザ要求に含まれるブラウジングの要求条件をアプリケーション判断部に伝達する。前記ユーザ要求を受信した後、アプリケーション層で発生したパケットをＭＡＣ層部へ伝達する。ＭＣＳ更新処理部は、ＰＰＤＵフレームに対するＡＣＫフレームを受信したタイミングで、ＡＣＫ／ＮＡＣＫの数をカウントし、前記カウント結果をＭＣＳ更新処理部に伝達する。図９（ｃ）は、ブラウジングにおけるリンクアダプテーションの一例であって、要求はユーザ要求を示し、前記ユーザ要求を受信した無線通信装置はアプリケーション層においてパケット＃１等が発生している。ＰＰＤＵフレームに応じたＡＣＫフレーム受信時において、ＡＣＫ／ＮＡＣＫの数に基づいてＳＩＮＲを調整し、所定の誤り率以下となるように、次のＰＰＤＵフレーム（当図中では、次のユーザ要求を受信した時にアプリケーション層で発生するパケット＃２）で使用するＭＣＳを更新することができる。

【0060】

図１１に、アプリケーションに応じてリンクアダプテーションを切り替えることによる本発明の効果の一例を説明する。当図中の長方形はＰＰＤＵフレーム、ＡＣＫフレーム等を示す。図１１において、アプリケーションは映像伝送であって、アプリケーション層で発生したパケット＃１等は映像パケットを表す。前記映像伝送の要求条件としては、許容遅延時間が設定されているため、パケット＃１はパケット＃２発生前（許容遅延時間内）に伝送し切る必要がある。すなわち、当図では、アプリケーションに対するリンクアダプテーションとして、ＡＣＫフレームを受信した時の物理層信号の受信電力と送信元の送信電力を用いてＳＩＮＲを計算し、所定の誤り率以下となるように次のフレームで使用するＭＣＳを更新する方法が好ましい。当図中の上矢印は、各々のパケットに対する残りのファイルサイズ、前記上矢印に沿った破線部はその変化、ＦＢは端末からのチャネル状態の情報のフィードバックを示す。また、当図において、黒色は許容遅延時間内で送信できたビット数、白色は許容遅延時間内に送信できなかったビット数を表している。すなわち、前記白色は、前記パケットを構成するＰＰＤＵフレームを許容遅延時間内に送信し切れず、アプリケーションの要求条件が満たされていない状態を示すものである。

【0061】

図１１上部と中央は、前記アプリケーションに対して適切なリンクアダプテーションが切り替えられていない場合の一例を示すものであって、端末からチャネル状態がフィードバックされたタイミングでＭＣＳを更新する。図１１上部では、前記フィードバック周期がＰＰＤＵフレームの送信周期よりも長周期となっており、パケット＃１送信終了時刻までＭＣＳの更新は実施されることはなく、許容遅延時間内に伝送を完了することができない。図１１中央では、前記フィードバック周期がＰＰＤＵフレームの送信周期よりも短周期であるため、次のＰＰＤＵフレームで使用するＭＣＳを更新することができているが、前記フィードバック自体がオーバーヘッドとなり、許容遅延時間内にＰＰＤＵフレームを伝送することができない。このようにアプリケーションに応じて適切にリンクアダプテーションが設定されない場合、アプリケーションの要求条件は満たされず、無線システム全体の伝送効率を低下させてしまう可能性がある。

【0062】

図１１下部のリンクアダプテーションは、ＡＣＫフレームを受信した時の物理層信号の受信電力と送信元の送信電力を用いてＳＩＮＲを計算し、所定の誤り率以下となるように次のＰＰＤＵフレームで使用するＭＣＳを更新するリンクアダプテーションに切り替わっており、ＰＰＤＵフレーム送信の間隔内でＭＣＳの更新が可能となっている。このように、パケットの発生周期やＰＰＤＵフレームの送信間隔が短周期であったとしても、ＡＣＫフレーム受信したタイミングで次のＰＰＤＵフレームで使用するＭＣＳを更新することができるため、前記フィードバックに基づくリンクアダプテーションと比較すると、より高い時間分解能でチャネル状態の変動に応じたＭＣＳの更新が実施され、アプリケーションの要求条件を満たしつつＰＰＤＵフレームの送信が期待できる。すなわち、アプリケーションに応じて適切にリンクアダプテーションが設定された場合は、アプリケーションの要求条件を満たすことができ、無線通信システム全体の伝送効率が向上することが期待できる。

【0063】

本発明に係る実施形態として、アプリケーションの要求条件に応じた端末の割り当て処理の一例を図６および図８に示した無線通信装置（１０－２ａ、１０－２ｂ）と図７の無線通信方法に関するフローチャートを用いて説明する。第一に、本発明に係るアプリケーションの要求条件に基づく端末の割り当て処理について、図６および図８に示した無線通信装置を用いて説明する。前記無線通信装置のＭＣＳ更新処理部は、アプリケーション判断部が通知するアプリケーションの要求条件に基づいて所定の伝送レートを計算し、前記ＭＣＳ更新処理部で計算されたＭＣＳの伝送レートが前記所定の伝送レート以上となる場合に、端末を割り当て、ＰＰＤＵフレームの送信を開始する旨を送信判断部に通知する。一方、前記ＭＣＳの伝送レートが、前記所定の伝送レートよりも低くなる場合、ＰＰＤＵフレームの送信を実施する旨を送信判断部に通知しないとすることができる。

【0064】

第二に、本発明に係るアプリケーションの要求条件に基づく端末の割り当て処理を図７のフローチャートを用いて説明する。まず、スケジューリング処理（Ｓ１）は、端末の割当順序を決定し、前記端末順序でＭＣＳの更新処理（Ｓ２）以降のステップを実施する。前記Ｓ２は、例えば、映像伝送である場合に、ＡＣＫフレーム受信時の物理層信号の受信電力と送信元の送信電力に基づいてＳＩＮＲを計算し、所定の誤り率以下となるように次のＰＰＤＵフレームのＭＣＳを更新する。前記フローチャートは、前記端末順序として最初の端末をｉ（端末を識別するためのインデックス）として説明するものであり、待機処理（Ｓ１４）とＰＰＤＵフレーム送信処理（Ｓ１８）後には、前記Ｓ１処理が実施されるものである。前記Ｓ１８では、前記ＭＣＳ更新処理部にてＰＰＤＵフレームの送信を開始する旨を自律分散制御部の送信判断部に通知することで、ＰＰＤＵフレームの送信を実施するものである。次に、伝送レートの計算処理（Ｓ３）は、前記端末ｉについて、前記ＭＣＳ更新処理で更新された次のＰＰＤＵフレームで使用するＭＣＳに基づき伝送レートを計算する。そして、端末ｉを除く全端末Ｎについて、所要の伝送レートの計算処理部（Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６）は、前記Ｓ１の端末順序で、アプリケーションの要求条件に基づいて所要の伝送レートを計算する。なお、端末 j は、ループ処理内部で用いられる端末のインデックスを示す。その後、前記端末ｉについて、伝送レートと所要の伝送レートの判定処理（Ｓ７）を実施する。前記Ｓ７を満足しない場合、つまり前記端末ｉの伝送レートが前記所要の伝送レート以上と判定された時、前記端末ｉの割り当て処理（Ｓ１６）を実施し、ＰＰＤＵフレームの送信処理（Ｓ１８）を実施する。以下、割り当て処理は、無線リソースにＰＰＤＵフレームを割り当てるものである。

【0065】

前記Ｓ７を満足する場合、つまり端末ｉ以外の伝送レートが所要の伝送レートよりも低くなる場合であって、尚且つ、判定処理（Ｓ８）で全端末数が1台以下であると判定された時、割り当て処理（Ｓ１５）にて前記端末ｉを割り当てず、次のパケット発生時刻まで待機処理（Ｓ１４）を実施する。前記Ｓ７を満足する場合であり、判定処理（Ｓ８）で全端末数が1台よりも多い場合は、前記端末ｉを除く全端末Ｎについて、前記Ｓ１の端末順序で、伝送レートと所要の伝送レートの比較処理（Ｓ９、Ｓ１０）を実施する。前記Ｓ１０を満足しない場合、つまり端末ｉ以外の端末の伝送レートが前記所要の伝送レート以上となる時、割り当て処理（Ｓ１７）にて前記端末ｉ以外の端末 j の割り当てを実施し、ＰＰＤＵフレームの送信処理（Ｓ１８）を実施する。
前記Ｓ１０を満足する場合、つまり端末ｉ以外の伝送レートが所要の伝送レートよりも低くなる場合、割り当て処理（Ｓ１１）にて前記端末ｉ以外の端末ｊを割り当てず、スケジューリング処理（Ｓ１２）を実施する。前記Ｓ１２では、前記端末ｉ以外の端末と前記Ｓ１１で割り当てられなかった端末ｊを除く全端末で端末順序を決定し、前記全端末で前記Ｓ１０の判定処理が終了するまで繰り返す（Ｓ１３）。前記Ｓ１０で、前記端末ｉを除く全ての端末が割り当てられないとなる場合は、次のパケットが発生するまで、ＰＰＤＵフレームの送信は実施しないとする待機処理（Ｓ１４）を実施する。

【0066】

本発明に係るアプリケーションの要求条件に基づいた所定の伝送レートの計算方法について、アプリケーション判断部が通知するアプリケーションが映像伝送である場合、前記所定の伝送レートは、映像伝送の要求条件として残りの許容遅延時間内で残り映像パケットのファイルサイズを伝送する上で必要となる最低の伝送レートであるか、また、ファイルサイズ、許容遅延時間、ジッタ、バッファサイズなどのいずかをまたはその複数を考慮して計算することができる。前記アプリケーション判断部が通知するアプリケーションがセンシングである場合、前記所定の伝送レートは、センシングの要求条件としてファイルサイズ、センサ情報の送信間隔、センサ情報の発生周期などのいずれかまたはその複数を考慮して計算することができる。また、前記アプリケーション判断部が通知するアプリケーションがブラウジングである場合、前記所定の伝送レートは、ブラウジングの要求条件としてページ等の表示・更新に関わるファイルサイズ、イベントの発生タイミング、テキストやメディアなどのリソースを読み込むタイミングなどのいずれかまたはその複数を考慮して計算することができる。

【0067】

本発明に係る実施形態では、アプリケーションの要求条件に基づいて計算された所定の伝送レートに応じて、端末の割り当て処理を実施しているが、前記一例に本発明の実施形態の範囲は限定されない。前記無線通信装置のＭＣＳ更新処理部は、前記所定の伝送レートに加えて、無線環境、物理層またはＭＡＣ層で取得可能な情報を用いることができ、前記情報に含まれる値が所定の条件を満たす場合に、端末を割り当て、ＰＰＤＵフレームの送信を開始する旨を送信判断部に通知することができる。前記無線環境の情報の一例として、前記ＭＣＳ更新処理部は、無線周波数帯の媒体占有率が、所定の閾値以下となる場合に、端末を割り当て、ＰＰＤＵフレームで送信することができる。前記物理層の情報の一例として、前記ＭＣＳ更新処理部は、チャネル状態の情報として、例えばＳＩＮＲが所定の閾値を満たす場合に、端末を割り当てることができる。前記ＭＡＣ層の情報の一例として、前記ＭＣＳ更新処理部はバックオフカウンタなどが所定の閾値以下となる場合に、端末を割り当てることができるなどである。

【0068】

このように、本発明に係る実施形態は、アプリケーションの要求条件に基づいて所定の伝送レートまたは所定の条件を柔軟に設定することができる。図１２に、アプリケーションの要求条件を満たせない場合に、端末の割当の有無を判断することの効果を示す。当図において、パケット＃１とは異なるパケット＃１’が別の端末で発生しており、前記各々の端末宛のＰＰＤＵフレームが示されており、前記ＰＰＤＵフレームは許容遅延時間内に送信できたビット数を表す。なお、上矢印は、アプリケーション層で発生したパケットの残りファイルサイズを示す。図１２では、パケット＃１が発生している端末宛のＰＰＤＵフレームに対してＡＣＫフレームを受信し、次のＰＰＤＵフレームで使用するＭＣＳを更新しているが、前記ＭＣＳの伝送レートが、アプリケーションの要求条件に基づいて計算された所要の伝送レートよりも低くなることで、アプリケーションの要求条件が満足できなくなる一例を示している。当一例において、前記端末の割り当てを行わず、アプリケーションの要求条件を満たす別の端末宛のパケット＃1'のＰＰＤＵフレームを割り当てることで、無線通信システム全体の伝送効率を向上させることができる効果が示されている。以上より、前記所要の伝送レートまたは前記所定の条件を満足しない端末は、ＰＰＤＵフレームを送信したとしてもアプリケーションの要求条件が満たされないため、無駄に媒体を占有してしまう可能性がある。このため、前記所定の伝送レートまたは前記所定の条件を満たせない時点で、端末を割り当てないとすることで媒体占有率を下げることができる。そして、前記端末の代わりにアプリケーションの要求条件を満足する別の端末を割り当て、ＰＰＤＵフレームを送信することで、無線通信システム全体の伝送効率の向上が期待できる。
［第２の実施形態］

【0069】

本発明に係る図６および図８に示した無線通信装置（１０－２ａ、１０－２ｂ）は、複数の無線周波数帯を備えている場合においても有効である。図１０に２つ以上の無線周波数帯を有する無線通信装置（１０－２ｃ）の一例を示す。なお、本発明は、前記図１と図２に係るブロックに含まれることから、図６および図８の無線通信装置に記載したブロック図と同じ部分についても説明を省略する。前記無線通信装置は、無線周波数帯の異なる無線周波数帯Ａおよび無線周波数帯Ｚを備え、それぞれで独立した送信部と受信部から構成されており、上位層部のＭＡＣ層部に無線周波数帯選択部（１０００１ｃ－１）を備える。前記無線周波数帯選択部は、前記ＭＣＳ更新部から通知されるアプリケーションの要求条件に基づいて計算された所定の伝送レートに加えて、無線環境、物理層またはＭＡＣ層で取得可能な情報を用いて、アプリケーション毎に同一または異なる無線周波数帯を選択することができる。例えば、許容遅延時間などの厳しい要求条件を含むアプリケーションを媒体占有率の低い無線周波数帯に割り当ててもよい。

【0070】

前記ＭＣＳ更新処理部は、前記所定の伝送レートまたは前記所定の条件を満足できない場合、ＰＰＤＵフレームを異なる無線周波数帯に割り当て、前記ＰＰＤＵフレームの送信を開始する旨を送信判断部に通知してもよい。また、前記ＭＣＳ更新処理部は、前記所定の伝送レートまたは前記所定の条件を満足できない場合、別の端末宛のＰＰＤＵフレームを異なる無線周波数帯に割り当て、前記別の端末宛のＰＰＤＵフレームの送信を開始する旨を送信判断部に通知してもよい。なお、前記無線周波数帯において前記ＭＣＳ更新処理部で、前記所定の伝送レートまたは前記所定の条件を満足していなければならない。本発明に係る実施形態では、アプリケーションの要求条件に基づいた所定の伝送レートまたは所定の条件に基づいて、無線周波数帯を柔軟に設定することができるため、複数の無線周波数帯を備える場合においても効果は同様に期待できる。前記無線周波数帯において、前記所要の伝送レートまたは前記所定の条件を満足しない端末はＰＰＤＵフレームを送信したとしても、無駄に媒体を占有してしまう可能性がある。そこで、前記所定の伝送レートまたは前記所定の条件を満足できないと判断した時点で、アプリケーションの要求条件を満足する別の無線周波数帯に割り当てることで、無線通信システム全体の伝送効率の向上が期待できる。
［第３の実施形態］

【0071】

本発明に係る実施形態は、アプリケーションに応じたリンクアダプテーションの方法であり、アプリケーションとして映像伝送、センシング、ブラウジングを説明してきたが、本発明の効用は前記アプリケーションに限られるものではない。本発明に係る無線通信装置１０－２ａ、１０－２ｂ、１０－２ｃのアプリケーション判断部は、複数あるアプリケーションをカテゴライズし、前記カテゴライズされたアプリケーション毎に周波数帯を選択することもできる。例えば、音声伝送は映像伝送に近しい要求条件を有するように、前記カテゴライズされたアプリケーションとは、複数のアプリケーションの内、性質の近しい要求条件のものを一つアプリケーションとしてカテゴライズすることができる。既存のアプリケーションの要求条件は、アプリケーション毎に多種多様であり、一つ一つのアプリケーションに適したリンクアダプテーションを実装することは回路規模などの観点から現実的ではない。そこで、前記カテゴライズされたアプリケーションに応じた所定の伝送レートまたは所定の条件を設定することで、近似的に幅広いアプリケーションに対してリンクアダプテーションを実施できるようになる他、前記カテゴライズされたアプリケーション毎に無線周波数帯を設定するなど柔軟な対応が可能となる。前記カテゴライズされたアプリケーションの所要の伝送レートまたは所定の条件を満足しない端末はＰＰＤＵフレームを送信したとしてもアプリケーションの要求条件は満たされないため、無駄に媒体を占有してしまう可能性がある。そこで、前記所定の伝送レートまたは前記所定の条件を満足できないと判断した時点で、前記カテゴライズされたアプリケーションの要求条件を満足する別の端末のＰＰＤＵフレームを割り当てる、もしくは、前記要求条件を満足する無線周波数帯に割り当てることで、無線通信システム全体の伝送効率の向上が期待できる。
［第４の実施形態］

【0072】

本発明に係る実施形態においては、２つ以上のリンクを備えるマルチリンクデバイス（Multi-link device：ＭＬＤ）においても有効である。前記ＭＬＤは、複数のアクセスポイントを1つのＡＰとして構成するＡＰ－ＭＬＤと、複数の端末（Station:ＳＴＡ)を1つのＳＴＡとして構成するＳＴＡ－ＭＬＤであって、前記ＡＰ－ＭＬＤと前記ＳＴＡ－ＭＬＤでリンクを確立することができる。前記リンクは、それぞれ同一または複数の無線周波数帯を使用することができる。前記ＭＬＤのＭＡＣ層部は、複数のリンクのＭＡＣ層部を管理するものであって、上位層部で発生したアプリケーションの要求条件に基づいて、それぞれ１つのリンクまたは２つ以上のリンクに割り当てることができる。そして、各リンクで前記要求条件に応じたリンクアダプテーションを設定することができる。前記ＭＬＤのＭＡＣ層部は、トラフィックを指定のリンクに割り当てる機能であるTID-to-Link Mappingを用いて、リンク毎にアプリケーションを割り当てることができる。また、前記ＭＬＤのＭＡＣ層部がTID-to-Link Mappingを設定するタイミングで、前記割り当ての設定を切り替えることができる。

【0073】

前記ＭＬＤのＭＣＳ更新処理部は、前記リンク毎に設定されるものであって、アプリケーションの要求条件に対応する情報に加えて、無線環境、物理層またはＭＡＣ層で取得可能な情報を用いて、前記情報に含まれる値が所定の条件を満たす場合に、端末をリンクに割り当て、ＰＰＤＵフレームの送信を開始する旨を送信判断部に通知することができる。前記無線環境の情報の一例として、前記ＭＣＳ更新処理部は、リンクが使用する無線周波数帯の媒体占有率が、所定の閾値以下となる場合に、前記リンクにＰＰＤＵフレームを割り当てることができる。前記物理層の情報の一例として、前記ＭＣＳ更新処理部は、チャネル状態の情報として、例えばＳＩＮＲが所定の閾値以上となる場合に、前記リンクにＰＰＤＵフレームを割り当てることができる。前記ＭＡＣ層の情報の一例として、前記ＭＣＳ更新処理部はバックオフカウンタなどが所定の閾値以下となるリンクにＰＰＤＵフレームを割り当てることができる。

【0074】

このように、前記ＭＬＤを用いた実施形態においても、アプリケーションに応じて所定の伝送レートまたは所定の条件を柔軟に設定することができる。前記所要の伝送レートまたは前記所定の条件を満足しないリンクはＰＰＤＵフレームを送信したとしてもアプリケーションの要求条件は満たされないため、無駄に媒体を占有してしまう。前記所定の伝送レートまたは前記所定の条件を満足できないと判断した時点で、前記リンクにＰＰＤＵフレームを割り当てないとすることで媒体占有率を下げることができる。そして、前記リンク宛のＰＰＤＵフレームの代わりにアプリケーションの要求条件を満足する別リンクのＰＰＤＵフレームを割り当てることで、無線通信システム全体の伝送効率の向上が期待できる。また、前記ＭＬＤによる効果は、マルチリンクによる効果を合わせ、伝送効率の向上が期待できる。例えば、混雑している無線チャネルを避けつつ、空いているリンクを適宜選択し、ＰＰＤＵフレーム送信することで、ＰＰＤＵフレーム送信時に生じる遅延を小さくして、低遅延（Low Latency）通信を実現できる。マルチリンクによる大容量通信、低遅延通信の特徴は、当該各々のリンクの品質（無線通信装置間での電波干渉が少ない、受信信号強度が大きい、またはＰＰＤＵフレームの誤りが小さいなど）が高まるほどマルチリンクの性能が向上する。そこで、前記ＭＬＤにおいてリンク毎にアプリケーションを割り当て、リンクアダプテーションを切り替えることで、無線通信システム全体としての伝送効率の向上が期待できる。
［第５の実施形態］

【0075】

本発明に係る無線通信装置は、トリガーフレームを用いた端末からアクセスポイントへのアップリンクまたは端末同士のＰ２Ｐ通信でも適用可能である。トリガーフレームを用いたアップリンクの場合、アクセスポイントは、前記トリガーフレームを送信することで、前記トリガーフレームを受信した端末に対してＰＰＤＵフレーム送信を指示することができる。前記トリガーフレームには、前記端末のＰＰＤＵフレームをどの周波数帯のどの無線リソースに割り当てるかなどの情報が含まれている。そこで、前記アクセスポイントは、前記端末のアプリケーションを種別し、前記アプリケーションの要求条件に基づいて利用可能な無線リソースの情報を計算することができる。そして、前記トリガーフレームに前記無線リソースの情報を含め、前記端末に通知することができる。前記端末は、前記無線リソースの情報に基づいて、前記アクセスポイント宛のＰＰＤＵフレームの送信を開始する旨を送信判断部に通知することができる。前記無線リソースの情報とは、周波数リソース（サブキャリア）またはサブキャリアを複数に分割したリソースユニット（Resource unit：ＲＵ）などであって、ＰＰＤＵフレーム送信時に使用可能な無線リソース、または、無線リソースのＳＩＮＲに関する情報などを含む。例えば、前記トリガーフレームに含まれる無線リソースの情報が所定の値以上となる場合、無線リソースはひっ迫しているとして、前記アクセスポイント宛のＰＰＤＵフレームの送信を行わない旨を送信判断部に通知することができる。

【0076】

また、前記無線通信装置の自律分散制御部は、集中制御機構（Point Coordination Function：ＰＣＦ）、およびこれらが拡張された機構（拡張分散チャネルアクセス（Enhanced distributed channel access：ＥＤＣＡ）やハイブリッド制御機構(Hybrid coordination function：ＨＣＦ)等）を用いて、アップリンクを実施してもよい。例えば、ＰＣＦを実施する場合、前記無線通信装置はポイントコーディネータ（Point coordinator：ＰＣ）と呼ばれる制御局となり、周期的にポーリング（Ｐｏｌｌｉｎｇ）フレームを送信し、前記ポーリングフレームを受信した端末はＰＰＤＵフレーム送信を開始する。前記ポーリングフレームには、前記トリガーフレームと同様の情報を含めることができ、前記無線リソースの情報に基づいて、前記アクセスポイント宛のＰＰＤＵフレームの送信を開始する旨を送信判断部に通知することができる。
このように、前記無線リソースにおいてアプリケーションの要求条件を満たせない端末からのＰＰＤＵフレーム送信を許可しないことで、無駄に媒体を占有してしまう問題を回避し、無線通信システム全体としての伝送効率の向上が期待できる。

【0077】

本発明に係る無線通信装置は、国や地域からの使用許可を必要としない、いわゆるアンライセンスバンド（unlicensed band）と呼ばれる周波数バンド（周波数スペクトラム）において通信を行うことができるが、使用可能な周波数バンドはこれに限定されない。本発明に係る無線通信装置は、例えば、国や地域から特定サービスへの使用許可が与えられているにも関わらず、周波数間の混信を防ぐ等の目的により、実際には使われていないホワイトバンドと呼ばれる周波数バンド（例えば、テレビ放送用として割り当てられたものの、地域によっては使われていない周波数バンド）や、複数の事業者で共用することが見込まれる共用スペクトラム（共用周波数バンド）においても、その効果を発揮することが可能である。

【0078】

本発明に係る無線通信装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ、ＢＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。

【0079】

また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における通信装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。通信装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。各機能ブロックを集積回路化した場合に、それらを制御する集積回路制御部が付加される。

【0080】

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。

【0081】

なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本願発明の無線通信装置は、移動局装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用出来ることは言うまでもない。

【0082】

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0083】

本発明は、無線通信装置に用いて好適である。

【符号の説明】

【0084】

１－１、１－２ アクセスポイント装置
２－１～２－６ ステーション装置
３－１、３－２ 無線通信システム
１０－１、１０－２ａ、１０－２ｂ、１０－２ｃ 無線通信装置
１０００１－１ 上位層部
１０００１ａ－１ ＭＡＣ層部
１０００１ｂ－１ ＭＣＳ更新処理部
１０００１ｃ－１ アプリケーション判断部
１０００１ｄ－１ 無線周波数帯選択部
１０００２－１ 自律分散制御部
１０００２ａ－１ ＣＣＡ部
１０００２ｂ－１ バックオフ部
１０００２ｃ－１、１０００２ｃ－１ 送信判断部
１０００３－１ 送信部
１０００３ａ－１、１０００３ｃ－１ 物理層フレーム生成部
１０００３ｂ－１、１０００３ｄ－１ 無線送信部
１０００４－１ 受信部
１０００４ａ－１、１０００４ｃ－１ 無線受信部
１０００４ｂ－１、１０００４ｄ－１ 信号復調部
１０００５－１ アンテナ部
Ｓ１、Ｓ１２ スケジューリング処理
Ｓ２ ＭＣＳの更新処理
Ｓ３ 伝送レートの計算処理
Ｓ４、Ｓ９ ループ処理
Ｓ６、Ｓ１３ ループ終了処理
Ｓ５ 所定の伝送レートの計算処理
Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１０ 判定処理
Ｓ１１、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７ 割り当て処理
Ｓ１４ 待機処理
Ｓ１８ ＰＰＤＵフレームの送信処理

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】