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(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】
(24)【登録日】2024-03-25
(45)【発行日】2024-04-02
(54)【発明の名称】無線送信装置及び無線送信方法
(51)【国際特許分類】
H04W 72/566 20230101AFI20240326BHJP
H04W 84/12 20090101ALI20240326BHJP
H04W 74/0808 20240101ALI20240326BHJP
H04W 4/06 20090101ALI20240326BHJP
【ＦＩ】
H04W72/566
H04W84/12
H04W74/0808
H04W4/06
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2019185504
(22)【出願日】2019-10-08
(65)【公開番号】P2021061555
(43)【公開日】2021-04-15
【審査請求日】2022-08-25
(73)【特許権者】
【識別番号】000004075
【氏名又は名称】ヤマハ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000154
【氏名又は名称】弁理士法人はるか国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】菅原 寿之
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 裕和
【審査官】小林 正明
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－０９８７８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／００８７２８８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－０６９８７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０３５６００（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１１／０８９９８３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】Jing-Rong Hsieh (HTC) et al，IEEE 802.11-12/0246r5：Differentiate transmissions of probe responses，IEEE 802.11-12/0246r5，2012年05月15日
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ ７／２４－７／２６
Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４
ＳＡ ＷＧ１－４
ＣＴ ＷＧ１，４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
他の装置から受信フレームを受信する受信部と、前記受信部が前記他の装置からの受信フレームを受信しない場合に、ブロードキャストフレームを含むフレーム種別のいずれかに属する送信フレームを送信する送信部と、
前記他の装置からの受信フレームを受信した場合に、前記受信フレームの受信が終了してから前記送信フレームの前記フレーム種別に応じた待機期間が経過するまで前記送信フレームの送信を待機するよう制御する制御部と、を含み、
前記フレーム種別は、前記ブロードキャストフレームの他に、ユニキャストフレーム、および、受信確認応答フレームを含み、
前記ブロードキャストフレームに対する待機期間は、前記ユニキャストフレームに対する待機期間より小さく、前記受信確認応答フレームに対する待機期間より大きく、
前記ブロードキャストフレームに対する待機期間は、前記ブロードキャストフレームに対する、基本時間とランダム時間との和であり、
前記ブロードキャストフレームに対する基本時間とランダム時間の最大値との和は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＤＩＦＳ（DCF Inter Frame Space）と前記ユニキャストフレームに対するランダムバックオフとの和より小さく、前記ブロードキャストフレームに対する待機期間は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）より大きい、
無線送信装置。
【請求項2】
請求項１に記載の無線送信装置において、前記ユニキャストフレームに対する待機期間は、前記ユニキャストフレームに対する、基本時間とランダム時間との和である、
無線送信装置。
【請求項3】
請求項２に記載の無線送信装置において、前記ユニキャストフレームに対する基本時間およびランダム時間はそれぞれＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＤＩＦＳ（DCF Inter Frame Space）およびランダムバックオフである、
無線送信装置。
【請求項4】
請求項３に記載の無線送信装置において、前記受信確認応答フレームに対する待機期間はＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）である、
無線送信装置。
【請求項5】
請求項１から４のいずれかに記載の無線送信装置において、前記受信確認応答フレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＡＣＫフレームである、
無線送信装置。
【請求項6】
請求項４に記載の無線送信装置において、前記ブロードキャストフレームに対する基本時間は、前記ＳＩＦＳより大きく、前記ＤＩＦＳより小さい、
無線送信装置。
【請求項7】
請求項１に記載の無線送信装置において、前記ブロードキャストフレームに対する基本時間とランダム時間の最大値との和は、前記ＤＩＦＳより小さく、前記ＳＩＦＳより大きい、
無線送信装置。
【請求項8】
請求項１，６，７のいずれかに記載の無線送信装置において、前記制御部は、前記ブロードキャストフレームの送信フレームが送信される場合に、その次に予定される送信フレームの前記フレーム種別がブロードキャストフレームであっても、前記予定される送信フレームの待機期間が、前記ユニキャストフレームに対する待機期間以上となるよう制御する、
無線送信装置。
【請求項9】
請求項８に記載の無線送信装置において、前記制御部は、前記受信部が他の装置から前記ＤＩＦＳより小さい待機時間とともにブロードキャストのフレームを受信した場合に、その次に予定される送信フレームの前記フレーム種別がブロードキャストフレームであっても、前記予定される送信フレームの待機時間が前記ユニキャストフレームに対する待機時間以上となるよう制御する、
無線送信装置。
【請求項10】
請求項８に記載の無線送信装置において、前記制御部は、他の装置が前記ユニキャストフレームに対する待機期間以上前記ブロードキャストフレームの送信フレームの送信を待機するタイミングにあわせて、前記送信部によるブロードキャストフレームの送信フレームの送信において前記ユニキャストフレームに対する待機期間以上待機するよう制御する、
無線送信装置。
【請求項11】
他の装置から受信フレームを受信し、前記他の装置からの受信フレームを受信しない場合に、送信フレームを送信し、
前記他の装置からの受信フレームを受信した場合に、前記受信フレームの受信が終了してから前記送信フレームのフレーム種別に応じた待機期間が経過するまで前記送信フレームの送信を待機するよう制御し、
前記フレーム種別は、ブロードキャストフレーム、ユニキャストフレーム、または、受信確認応答フレーム、であり、
前記ブロードキャストフレームに対する待機期間は、前記ユニキャストフレームに対する待機期間より小さく、前記受信確認応答フレームに対する待機期間より大きく、
前記ブロードキャストフレームに対する待機期間は、前記ブロードキャストフレームに対する、基本時間とランダム時間との和であり、
前記ブロードキャストフレームに対する基本時間とランダム時間の最大値との和は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＤＩＦＳ（DCF Inter Frame Space）と前記ユニキャストフレームに対するランダムバックオフとの和より小さく、前記ブロードキャストフレームに対する待機期間は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）より大きい、
無線送信方法。
【請求項12】
請求項１１に記載の無線送信方法において、前記ユニキャストフレームに対する待機期間は、前記ユニキャストフレームに対する、基本時間とランダム時間との和である、
無線送信方法。
【請求項13】
請求項１２に記載の無線送信方法において、前記ユニキャストフレームに対する基本時間およびランダム時間はそれぞれＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＤＩＦＳ（DCF Inter Frame Space）およびランダムバックオフである、
無線送信方法。
【請求項14】
請求項１３に記載の無線送信方法において、前記受信確認応答フレームに対する待機期間はＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）である、
無線送信方法。
【請求項15】
請求項１１から１４のいずれかに記載の無線送信方法において、前記受信確認応答フレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＡＣＫフレームである、
無線送信方法。
【請求項16】
請求項１４に記載の無線送信方法において、前記ブロードキャストフレームに対する基本時間は、前記ＳＩＦＳより大きく、前記ＤＩＦＳより小さい、
無線送信方法。
【請求項17】
請求項１４に記載の無線送信方法において、前記ブロードキャストフレームに対する基本時間とランダム時間の最大値との和は、前記ＤＩＦＳより小さく、前記ＳＩＦＳより大きい、
無線送信方法。
【請求項18】
請求項１６または１７に記載の無線送信方法において、前記ブロードキャストフレームの送信フレームが送信される場合に、その次に予定される送信フレームの前記フレーム種別がブロードキャストフレームであっても、前記予定される送信フレームの待機期間が、前記ユニキャストフレームに対する待機期間以上となるよう前記送信フレームの送信を待機する、
無線送信方法。
【請求項19】
請求項１８に記載の無線送信方法において、他の装置が前記ユニキャストフレームに対する待機期間以上前記ブロードキャストフレームの送信フレームの送信を待機するタイミングにあわせて、前記ブロードキャストフレームの送信フレームの送信において前記ユニキャストフレームに対する待機期間以上待機するよう制御する、
無線送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は無線送信装置及び無線送信方法に関する。
【背景技術】
【0002】
無線ＬＡＮは様々な場所で用いられている。無線ＬＡＮの通信において、無線ＬＡＮアクセスポイントを介してＳＳＩＤやＡＲＰなどを含むブロードキャストパケットが送信されている。ブロードキャストパケットは、すべての無線ＬＡＮクライアントへ送信される。
【0003】
特許文献１には、複数のワイヤレスデバイスによって送信されるブロードキャストメッセージを用いて、複数のワイヤレスデバイス間の距離を計測することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特表２０１８－５１４７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
発明者らは、無線ＬＡＮのブロードキャストにおいてより広範なデータを送信することを検討している。無線ＬＡＮにおいて、通常のユニキャストのフレームとブロードキャストのフレームとが同じ周波数帯によって送信される場合、ユニキャストとブロードキャストとの間で優先度のコントロールは困難であった。そのため、例えば緊急放送のような優先度の高いデータを安定的に送信することが難しかった。
【0006】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであって、その目的は、無線ＬＡＮのブロードキャストにより送信されるデータを、その優先度に応じて送信することを可能にする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明に係る無線送信装置は、他の装置から受信フレームを受信する受信部と、前記受信部が前記他の装置からの受信フレームを受信しない場合に、送信フレームを送信する送信部と、前記他の装置からの受信フレームを受信した場合に、前記受信フレームの受信が終了してから前記送信フレームのフレーム種別に応じた待機期間が経過するまで前記送信フレームの送信を待機するよう制御する制御部と、を含む。前記フレーム種別は、ブロードキャストフレーム、ユニキャストフレーム、または、受信確認応答フレーム、であり、前記ブロードキャストフレームに対する待機期間は、前記ユニキャストフレームに対する待機期間より小さく、前記受信確認応答フレームに対する待機期間より大きい。
【0008】
また、本発明に係る無線送信方法では、他の装置から受信フレームを受信し、前記他の装置からの受信フレームを受信しない場合に、送信フレームを送信し、前記他の装置からの受信フレームを受信した場合に、前記受信フレームの受信が終了してから前記送信フレームのフレーム種別に応じた待機期間が経過するまで前記送信フレームの送信を待機するよう制御する。前記フレーム種別は、ブロードキャストフレーム、ユニキャストフレーム、または、受信確認応答フレーム、であり、前記ブロードキャストフレームに対する待機期間は、前記ユニキャストフレームに対する待機期間より小さく、前記受信確認応答フレームに対する待機期間より大きい。
【0009】
本発明にかかる他の無線送信装置は、他の装置から受信フレームを受信する受信部と、前記受信部が前記他の装置からの受信フレームを受信しない場合に、送信フレームを送信する送信部と、前記他の装置からの受信フレームを受信した場合に、前記受信フレームの受信が終了してから前記送信フレームのフレーム種別に応じた待機期間が経過するまで前記送信フレームの送信を待機するよう制御する制御部と、を含む。前記フレーム種別は、ブロードキャストフレーム、ユニキャストフレーム、または、受信確認応答フレーム、であり、前記ブロードキャストフレームに対する待機期間は、前記ユニキャストフレームに対する待機期間より小さく、前記受信確認応答フレームに対する待機期間より大きい。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、無線ＬＡＮのブロードキャストにより送信されるデータを優先度に応じて送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態にかかる無線通信システムの一例を示す図である。
【図2】通信装置の構成を示すブロック図である。
【図3】フレーム間の待機期間を説明する図である。
【図4】ホストＩＦ部の処理の一例を示すフロー図である。
【図5】信号処理部および送信部の処理の一例を示すフロー図である。
【図6】ある周波数帯で送受信されるフレーム群の一例を説明する図である。
【図7】ある周波数帯で送受信されるフレーム群の比較例を説明する図である。
【図8】制御部の処理の一例を示すフロー図である。
【図9】通信装置のハードウェア構成およびメモリに格納されるプログラムの一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。本実施形態では、同一の周波数帯においてブロードキャストフレームとユニキャストフレームとを送受信する無線通信システムについて説明する。無線通信システムは、特に説明のない限り、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠して送受信を行う。
【0013】
図１は、本発明の実施形態にかかる無線通信システムの一例を示す図である。無線通信システムは、複数の通信装置１と、１または複数の端末２と、複数のホスト３とを含む。ホスト３は、ブロードキャストで送信するための送信データを格納し、その送信データを通信装置１へ引き渡す。またホスト３は、ユニキャストで送信するための送信データを通信装置１へ引き渡してもよい。
【0014】
ユニキャストは通信装置１と端末２とが１対１で送受信することであり、そのデータを含み送信されるフレームをユニキャストフレームという。ブロードキャストは、通信装置１から複数の端末２へ同じデータを一度に送信することであり、そのデータを含み送信されるフレームをブロードキャストフレームと呼ぶ。また、ユニキャストフレームを受信した通信装置１および端末２はそのフレームを受信したことを示す応答（受信確認応答）をする。この応答の際に送信されるフレームをＡＣＫフレームと呼ぶ。以下では、通信装置１が送信するフレームを送信フレーム、通信装置１が受信するフレームを受信フレームと呼ぶ。送信フレームおよび受信フレームは、ユニキャストフレーム、ブロードキャストフレーム、ＡＣＫフレームのうちいずれかである。本実施形態では、フレームは、ある周波数帯において無線により送信または受信される一種の信号のことである。フレームは、そのフレームにより搬送されるデータに応じた期間、送信または受信される。
【0015】
通信装置１は、例えば無線ＬＡＮアクセスポイントであり、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠して無線によりユニキャストフレームおよびブロードキャストフレームを送信することができる無線送信装置の一形態である。以下では特に、無線を用いてブロードキャスト送信をする無線通信システムについて説明する。
【0016】
１または複数の端末２のそれぞれは無線ＬＡＮクライアントを含む。端末２は例えばパーソナルコンピュータやスマートフォンであり、通信装置１とＩＥＥＥ８０２．１１に準拠して通信することができる。ここでは通信装置１は主にデータを送信し、端末２はデータを受信するが、端末２がデータを送信し通信装置１がデータを受信してもよい。
【0017】
図２は、通信装置１の構成を示すブロック図である。通信装置１は、ホストＩＦ部１１と、信号処理部１２と、制御部１３と、無線部１４と、を含む。無線部１４は、受信部１５および送信部１６を含み、受信部１５および送信部１６は、アンテナ１９に接続されている。アンテナ１９は、通信装置１に内蔵されていてもよいし、通信装置１の外部に接続されていてもよい。また、図９は通信装置１のハードウェア構成およびメモリ１８に格納されるプログラムの一例を示すブロック図である。通信装置１は、受信部１５および送信部１６の他に、プロセッサ１１０、通信ＩＦ１１１、信号処理回路１１２およびメモリ１８を有する。メモリ１８には、取得モジュール５１、待機モジュール５２、生成モジュール５３および制御モジュール５４のプログラムが格納されている。通信ＩＦ１１１はイーサネット(登録商標)などの通信をするインターフェースであり、信号処理回路１１２はベースバンド信号を生成する回路である。
【0018】
ホストＩＦ部１１は、物理的にはイーサネットなどの通信ＩＦ１１１およびプロセッサ１１０を含む。プロセッサ１１０が取得モジュール５１を実行することにより、ホストＩＦ部１１は、ホスト３から送信データを取得し、ホスト３へ受信データを引き渡す。送信データは無線送信するデータであり、受信データは無線により受信されたデータである。ホストＩＦ部１１は、ホスト３から取得した送信データをバッファメモリに格納する。ホストＩＦ部１１は、ホスト３からの送信データをバッファメモリに格納する前に、必要に応じて、ホスト３からの送信データの通信プロトコルを、無線ＬＡＮの送信に適した通信プロトコルへ変換する。ホストＩＦ部１１は、バッファメモリに格納された送信データを、順に信号処理部１２へ向けて出力する。
【0019】
無線部１４に含まれる受信部１５および送信部１６は、いわゆる高周波回路により構成される。受信部１５は、アンテナ１９が受信した電波を復調し、復調信号を生成する。受信部１５は生成された復調信号を信号処理部１２へ入力する。
【0020】
送信部１６は、信号処理部１２から入力されたベースバンド信号を変調し、高周波信号を生成する。送信部１６は、生成された高調波信号をアンテナ１９へ出力し、アンテナ１９に高調波信号に応じた電波を出力させる。
【0021】
信号処理部１２は、物理的にはプロセッサ１１０および信号処理回路１１２を含む。信号処理部１２とホストＩＦ部１１とは、同じプロセッサ１１０により構成されてよい。信号処理部１２は、プロセッサ１１０が生成モジュール５３を実行することにより、ホストＩＦ部１１から入力された送信データに基づいて送信フレームのデータを生成する。信号処理部１２の信号処理回路は、生成された送信フレームのデータをその送信フレームのベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号を送信部１６へ出力する。
【0022】
信号処理部１２は、受信部１５から入力された復調信号から受信フレームのデータを生成する。そして、受信フレームのデータに含まれる受信データをホストＩＦ部１１へ出力する。さらに信号処理部１２は、プロセッサ１１０が待機モジュール５２を実行することにより、受信フレームを監視する。より具体的には、信号処理部１２は、他の通信装置１や端末２から受信フレームの信号が現在送信されているか否か、または現在は送信を待機している期間であるか否か、などを監視する。
【0023】
送信の待機についてより詳細に説明する。送信の待機は、プロセッサ１１０による待機モジュール５２の実行により行われる、図３は、フレーム間の待機期間を説明する図である。図３に示されるフレームＦｐ，Ｆｃは、ある周波数帯において空間に電波として送信されるフレームを示している。通信装置１が送信するフレームＦｃは、その前のフレームＦｐの送信が終了してから待機期間Ｗが経過してから送信される。図３の例ではフレームＦｃはブロードキャストフレームとする。ブロードキャストフレームにおける待機期間ＷＢは基本時間ＢＳとランダム時間Ｒｔとの和である。基本時間ＢＳはブロードキャストの優先度に応じて定められる期間であり、ランダム時間Ｒｔはフレームの送信ごとにランダムに変化する。ランダム時間Ｒｔはある一定の範囲内でランダムに決定される期間である。
【0024】
フレームＦｐはブロードキャストフレームであってもよいし、ユニキャストフレームであってもよいし、ＡＣＫフレームであってもよい。待機期間Ｗの間に他の装置からの受信フレームを検知すると、信号処理部１２は待機期間Ｗを終了し、そのフレームの送信の終了を待ち、ふたたび待機期間Ｗの待機をする。受信フレームは、受信部１５により受信および復調される。フレームＦｐの送信の終了から次のフレームＦｃの送信までの待機期間Ｗを設け、待機期間Ｗを基本時間ＢＳと装置ごとに異なるランダム時間Ｒｔとの和とすることにより、複数の通信装置１や端末２が同時にフレームを送信することを防ぎ、通信上の問題が生じることを防いでいる。
【0025】
なお、仮にフレームＦｃがユニキャストフレームである場合には、信号処理部１２は基本時間ＢＳの代わりにＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＤＩＦＳ（DCF Inter Frame Space）の間待機し、さらにランダム時間Ｒｔの代わりにＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるランダムバックオフＲｂの間待機する。この場合の待機期間ＷＤはＤＩＦＳとランダムバックオフＲｂとの和である。ＤＩＦＳおよびランダムバックオフＲｂは、それぞれ待機期間ＷＢの基本時間ＢＳおよびランダム時間Ｒｔに対応する。ＤＩＦＳはあらかじめ定められた期間であり、ランダムバックオフＲｂはランダムに決定される期間である。仮にフレームＦｃがＡＣＫフレームである場合には、信号処理部１２は、ユニキャストフレームの待機期間ＷＡ待機する。待機期間ＷＡはＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）であり、あらかじめ定められた期間である。待機期間ＷＡにはランダム時間Ｒｔに相当する期間は存在しない。
【0026】
制御部１３は、物理的にはプロセッサ１１０を含む。制御部１３は、プロセッサ１１０が制御モジュール５４を実行することにより、ユーザによるブロードキャストフレームの優先度の設定に基づいて、信号処理部１２が用いる待機期間ＷＢに関するパラメータを設定する。ホストＩＦ部１１、信号処理部１２、制御部１３は、同一の集積回路パッケージに収められてもよい、さらに無線部１４が同一の集積回路パッケージに収められてもよい。またホストＩＦ部１１、信号処理部１２、制御部１３の一部の機能は、プロセッサによりソフトウェア的に実現されてよい。
【0027】
本実施形態では、ブロードキャストフレームに対する待機期間ＷＢをユニキャストフレームに対する待機期間ＷＤより短くすることにより、ブロードキャストフレームの優先度を向上させる。以下では送信の際の制御の詳細について説明する。
【0028】
図４は、ホストＩＦ部１１の処理の一例を示すフロー図であり、無線によりデータを送信する際の処理の一例を示す。図４は、取得モジュール５１による処理を示す。はじめに、ホストＩＦ部１１は、ホスト３から、送信すべきデータ（送信データ）を取得し、取得した送信データの通信プロトコルが無線ＬＡＮでの送信に適していない場合には、送信データを、送信に適した通信プロトコルへ変換する（ステップＳ１０１）。ホストＩＦ部１１は、取得された送信データの種別に基づいて、その送信データの緊急度を判定する（ステップＳ１０２）。例えば、送信データの種別が緊急放送であった場合には、ホストＩＦ部１１は緊急度が高いと判定する。
【0029】
そして送信データの緊急度が低い場合には（ステップＳ１０２のＮ）、取得された送信データをバッファに格納する（ステップＳ１０４）。一方、送信データの緊急度が高い場合には（ステップＳ１０２のＹ）、割込み信号および送信データを、信号処理部１２へ出力する（ステップＳ１０３）。割込み信号により、信号処理部１２に、送信データの送信を優先的に処理させることができる。
【0030】
またホストＩＦ部１１はバッファに送信データが格納されると、信号処理部１２の処理状況に応じてバッファから送信データを取り出し、信号処理部１２へ送信データを出力する（ステップＳ１０５）。図４ではステップＳ１０４の処理の後にステップＳ１０５の処理が行われているが、ステップＳ１０５の処理は、定期的に実行されてもよいし、信号処理部１２の送信データの受け入れが可能になるごとに実行されてもよい。
【0031】
図５は、信号処理部１２および送信部１６の処理の一例を示すフロー図である。はじめに、信号処理部１２は、生成モジュール５３の実行により、入力される送信データに基づき、送信するフレームのデータを生成する（ステップＳ２０１）。送信データの入力は、ホストＩＦ部１１から割込み信号とともにされる入力、ホストＩＦ部１１からバッファ経由の入力、またこの通信装置１が受信したユニキャストフレームに対する受信確認応答（ＡＣＫ）の３つがある。ＡＣＫについては信号処理部１２が生成してよい。また信号処理部１２は、送信フレームのデータの生成において、送信データをパケットデータに分割し、ヘッダ情報と誤り訂正符号を付加し、必要に応じてパケットデータ等を暗号化する。そして信号処理部１２はパケットデータとヘッダ情報と誤り訂正符号とを含む送信フレームのデータを生成する。
【0032】
送信フレームのデータが生成されると、空間の電波状況を確認するために、信号処理部１２は、データを含む電波を受信部１５が受信し、その電波が復調された復調信号が出力されたか判定する（ステップＳ２０２）。なお、ステップＳ２０２以降の処理は、待機モジュール５２の実行による処理である。復調信号が出力された場合には（ステップＳ２０２のＹ）、ブロードキャストフレームを高い優先度で送信するタイミングを同期させるための処理を実行する。より具体的には、信号処理部１２は復調信号から受信フレームのデータを生成し、その受信フレームのフレーム種別に応じて（受信フレームがブロードキャストフレームである場合に）、フレーム数のカウントを開始する（ステップＳ２０３）。カウントが開始されると、フレーム数はフレームの受信またはフレームの送信ごとに増加する。
【0033】
復調信号が出力された場合には（ステップＳ２０２のＹ）、さらに、信号処理部１２は受信フレームの受信の終了を待機する（ステップＳ２０４）。ここで、復調信号が出力されていない場合には（ステップＳ２０２のＮ）、信号処理部１２はステップＳ２０３およびＳ２０４の処理をスキップする。
【0034】
そして、信号処理部１２は送信フレームのデータがブロードキャストフレームであるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。送信フレームのデータがブロードキャストフレームの場合には（ステップＳ２０５のＹ）、信号処理部１２はカウントされたフレーム数に基づいて待機期間ＷＢを決定する（ステップＳ２０６）。より具体的には、信号処理部１２は、カウントされたフレーム数が所定の数（例えば２）の倍数である場合に、基本時間ＢＳとしてＳＩＦＳより大きくＤＩＦＳより小さい値を選択し、ランダム時間Ｒｔとの和を待機期間ＷＢとして算出する。一方、カウントされたフレーム数が所定の数の倍数でない場合には、信号処理部１２はこの送信フレームに対する待機期間Ｗとして、ユニキャストフレームと同様の待機期間ＷＤ、より具体的にはＤＩＦＳとランダムバックオフＲｂとの和からなる待機期間ＷＤを算出する。そして、信号処理部１２は、決定された待機期間、待機する（ステップＳ２０６）。
【0035】
また送信フレームがＡＣＫフレームである場合には（ステップＳ２０５のＮかつステップＳ２０８のＹ）、信号処理部１２はＡＣＫの待機期間ＷＡ（つまりＳＩＦＳ）待機する。送信フレームがユニキャストフレームである場合には（ステップＳ２０５のＮかつステップＳ２０８のＮ）、信号処理部１２はユニキャストの待機期間ＷＤ、待機する（ステップＳ２０９）。
【0036】
ここで、ブロードキャストフレームの待機期間ＷＢはＡＣＫフレームの待機期間ＷＡより長く、ユニキャストフレームの待機期間ＷＤより短い。つまり、以下の式を満たす
【0037】
ＳＩＦＳ＜基本時間ＢＳ＋ランダム時間Ｒｔ＜ＤＩＦＳ＋ランダムバックオフＲｂ ・・・（１）
【0038】
ランダム時間ＲｔやランダムバックオフＲｂが存在するため、常にこの式が成立する場合には、基本時間ＢＳとランダム時間Ｒｔの最大値との和が、ＤＩＦＳとランダムバックオフＲｂの最小値との和より小さくなる。もちろん、基本時間ＢＳとランダム時間Ｒｔの期待値との和は、ＤＩＦＳとランダムバックオフＲｂの期待値との和より小さい。
【0039】
さらに、ＳＩＦＳ＜基本時間ＢＳ＜ＤＩＦＳであってよい。ランダム時間Ｒｔの値の範囲（最小値および最大値）および確率分布は、とランダムバックオフＲｂと同じであってよい。
【0040】
そして、待機している間に受信部１５が電波を受信し、復調信号を出力した場合には（ステップＳ２１１）、ステップＳ２０３以降の処理を繰り返す。一方、受信部１５からその復調信号を受信しない場合には（ステップＳ２１１のＮ）、信号処理部１２は送信部１６にベースバンド信号を出力し送信フレームを送信させる（ステップＳ２１２）。より具体的には、信号処理部１２は送信フレームのデータからベースバンド信号を生成し、ベースバンド信号を送信部１６に入力する。送信部１６は入力されたベースバンド信号を変調し電波として送信する。そして、ブロードキャストフレームを、ユニキャストフレームより短い待機期間ＷＢで送信した場合は、フレーム数のカウントを開始する（ステップＳ２１３）。
【0041】
なお、ホストＩＦ部１１から割込み信号が入力された場合には、信号処理部１２は処理の途中でもステップＳ２０１に戻る。ただし、ステップＳ２１２で送信をしている場合は、信号処理部１２はその送信の終了後にステップＳ２０１に戻ってもよい。なお、割込み信号に関する処理は実行されなくてもよい。図４におけるステップＳ１０２の分岐が存在せず、優先度にかかわらずステップＳ１０４が実行されてもよい。
【0042】
次に、本実施形態にかかる通信装置１の動作の具体例および効果について説明する。図６は、ある周波数帯で送受信されるフレーム群の一例を説明する図である。図６において、時間軸より上に記載されている帯は、ある周波数帯に出力されているフレームと、そのフレームに関する待機期間Ｗとを示している。時間軸より下には、ユニキャストフレームの装置別の送信または待機の状態、通信装置１によるブロードキャストフレームの送信または待機の状態、ＡＣＫフレームの送信または待機の状態が順に記載されている。装置ａからｃがユニキャストフレームを送信する装置である。通信装置１は２回に１回待機期間ＷＢとなり、ほかは待機期間ＷＤとなる。
【0043】
図６の例において、はじめに装置ａからフレームＤａｘ＿ａ１が送信され、その送信が終了すると、装置ａからｃおよび通信装置１は待機期間Ｗに入る。ここではブロードキャストフレームにおける待機期間ＷＢの方が装置ａからｃのそれぞれの待機期間ＷＤより短い。そのため、通信装置１からフレームＤｂｃ１が送信され、装置ａからｃはフレームＤｂｃ１の終了を待機する。待機期間ＷＢのブロードキャストフレームの次のブロードキャストフレームでは通信装置１は他の装置ａからｃと同様に待機期間ＷＤ（つまりＤＩＦＳとランダムバックオフＲｂの和）待機するため、装置ｂの待機期間ＷＤがはじめに終了し装置ｂからフレームＤａｘ＿ｂ１が送信される。
【0044】
フレームＤａｘ＿ｂ１の終了後は、前回のブロードキャストフレームの送信終了から２つ目のフレームとなるため、通信装置１は待機期間ＷＢで待機し、通信装置１はブロードキャストフレームＤｂｃ２を送信する。その後、通信装置１は待機期間ＷＤで待機し、装置ａがフレームＤａｘ＿ａ２を送信する。またその次には、待機期間ＷＢで待機する通信装置１に優先して、フレームＤａｘ＿ａ２を受信した装置がＡＣＫフレームＡＣＫ＿ａを送信する。その次は通信装置１は待機期間ＷＤで待機し装置ｃがフレームＤａｘ＿ｃ１を送信し、そしてそれに対するＡＣＫフレームが送信される。その後装置ｂについてフレームＤａｘ＿ａ２の送信と、それに対するＡＣＫフレームＡＣＫ＿ｂの送信が行われる。そして通信装置１は待機期間ＷＤを経過してフレームＤｂｃ３を送信する。
【0045】
図７は、ある周波数帯で送受信されるフレーム群の比較例を説明する図である。図７の例では、ブロードキャストフレームにおいても常に待機期間ＷＤにより送信される。そのため、ユニキャストフレームを送信しようとする装置が多いと、送信されるブロードキャストフレームの量が減少してしまう。
【0046】
図６，７の例からわかるように、ブロードキャストフレームは、待機期間ＷＢで待機する場合はユニキャストフレームより優先される。これにより、より確実にブロードキャストフレームを送信することが可能になる。
【0047】
また図６からわかるように、信号処理部１２は、待機期間ＷＢのブロードキャストフレームが送信される場合に、その次に予定されるフレームがブロードキャストフレームであっても、その予定されるフレームは、待機期間ＷＤ以上待機するよう制御している。より具体的には、信号処理部１２は複数回に１回ごとにブロードキャストフレームの送信を待機期間ＷＢで待機し、それ以外では待機期間ＷＤで待機するよう制御している。これにより、送信予定のブロードキャストフレームが非常に多い場合であっても、ユニキャストフレームの送信が可能になる。
【0048】
図６の例では１つの通信装置１がブロードキャストフレームを送信していたが、複数の通信装置１がブロードキャストフレームを送信しても構わない。この場合、図５におけるステップＳ２０３の処理により、複数の通信装置１が待機期間ＷＤより短い待機期間ＷＢでブロードキャストフレームを送信しようとするタイミングは同じになる。つまり、信号処理部１２は、他の装置がブロードキャストフレームの送信を待機期間ＷＤ以上待機しているとき、通信装置１も同様にブロードキャストフレームの送信を待機期間ＷＤ以上待機するように制御している。これにより、ある通信装置１が待機期間ＷＢでブロードキャストフレームを送信し、その次に別の装置が待機期間ＷＢでブロードキャストフレームを送信することはない。つまり、ブロードキャストフレームの優先度を高めたことに起因する、ユニキャストフレームが送信できなくなる現象の発生を防ぐことができる。
【0049】
図５のステップＳ２０３，Ｓ２０６，Ｓ２１３の処理とは異なる方法で上記現象の発生を防いでもよい。例えば、ブロードキャストフレームの送信において、以下の式を満たしてもよい。
【0050】
ＳＩＦＳ＜基本時間ＢＳ＜ＤＩＦＳ ・・・（２）
基本時間ＢＳ＋（ランダム時間Ｒｔの最大値）＞ＤＩＦＳ＋（ランダムバックオフＲｂの最小値） ・・・（３）
基本時間ＢＳ＋（ランダム時間Ｒｔの最大値）＞ＤＩＦＳ＋（ランダムバックオフＲｂの最小値） ・・・（３）
【0051】
この条件を満たす場合には、ランダム時間ＲｔやランダムバックオフＲｂの値によっては、ブロードキャストフレームが送信を待機している状態であっても、ユニキャストフレームが送信されるケースが生じる。これにより、ユニキャストフレームが送信できなくなる現象を防ぐことができる。また、統計的にはブロードキャストフレームの送信が優先される。なお、基本時間ＢＳと（ランダム時間Ｒｔの期待値）との和はＤＩＦＳと（ランダムバックオフＲｂの期待値）との和より小さいとする。なお、上記現象の発生が懸念されない使用方法を想定する場合には、単にステップＳ２０３，Ｓ２０６，Ｓ２１３を行わなくてもよい。
【0052】
以下では、優先度の設定に関する処理について説明する。図８は制御部１３の処理の一例を示すフロー図である。図８は、取得モジュール５１による処理を示す。制御部１３は、ユーザから、ウェブインターフェースまたはコマンド形式のインターフェースを介してブロードキャストフレームの優先度設定を取得する（ステップＳ３０１）。そして、制御部１３は、取得された優先度設定に基づいて、ブロードキャストフレームにおける待機期間ＷＢのパラメータを設定する（ステップＳ３０２）。例えば、優先度設定においてブロードキャストフレームの優先度が高いとされた場合には、制御部１３は、これまでに説明された待機期間ＷＢの条件（数式（１）、または、（２）および（３）等）を満たすように、基本時間ＢＳをＤＩＦＳより小さくするなどする。一方、優先度が低いとされた場合には、ブロードキャストフレームが待機期間ＷＤで送信されるように、基本時間ＢＳにＤＩＦＳと同じ値が設定されるなどしてよい。なお、基本時間ＢＳだけでなく、ランダム時間Ｒｔや、待機期間ＷＢでブロードキャストフレームを送信する頻度などのパラメータも変更されてよい。
【0053】
ユーザから優先度設定を取得する代わりに、制御部１３は、バッファ（キューであってよい）に溜まっている送信データの量が増えるほど優先度が上がるようにパラメータを設定してもよい。より具体的には、制御部１３は、バッファに溜まっている送信データが閾値より多い場合には、待機期間ＷＢの条件を満たすようにパラメータが設定され、送信データが閾値より少ない場合にはブロードキャストフレームが待機期間ＷＤ待機するようパラメータを設定してよい。また、制御部１３は、送信データが多いほどブロードキャストフレームの比率が高くなるように設定してもよい。より具体的には、制御部１３は、送信データが多いほど待機期間ＷＢで送信する頻度が多くなるようパラメータを変更してもよいし、数式（２）または（３）において、基本時間ＢＳの値を小さくし、ブロードキャストフレームが送信される確率を高くしてもよい。
【符号の説明】
【0054】
１ 通信装置、２ 端末、３ ホスト、１１ ホストＩＦ部、１２ 信号処理部、１３ 制御部、１４ 無線部、１５ 受信部、１６ 送信部、１８ メモリ、１９ アンテナ、５１ 取得モジュール、５２ 待機モジュール、５３ 生成モジュール、５４ 制御モジュール、１１０ プロセッサ、１１１ 通信ＩＦ、１１２ 信号処理回路、Ｆｃ，Ｆｐ フレーム、Ｗ，ＷＡ，ＷＢ，ＷＤ 待機期間、ＢＳ 基本時間、Ｒｔ ランダム時間、Ｒｂ ランダムバックオフ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】