基地局装置及び通信方法
【課題】ＲＦに対応する回路とＰＨＹ層に対応する回路との間の伝送遅延によるスループットの低下を軽減すること。
【解決手段】無線端末及び無線端末から受信した信号の信号処理を行う信号処理装置のそれぞれと接続され、かつ、無線端末から受信した信号を信号処理装置へ出力する基地局装置が、予め記憶した複数の信号と受信した信号とをパターンマッチングし、受信した信号に対する第１の応答信号を送信するか否かを判定し、第１の応答信号を送信すると判定されたた場合に、予め記憶した複数の信号ごとに定められた第１のチャネル予約期間を、第１の応答信号に設定し、第１の応答信号を送信する。
【解決手段】無線端末及び無線端末から受信した信号の信号処理を行う信号処理装置のそれぞれと接続され、かつ、無線端末から受信した信号を信号処理装置へ出力する基地局装置が、予め記憶した複数の信号と受信した信号とをパターンマッチングし、受信した信号に対する第１の応答信号を送信するか否かを判定し、第１の応答信号を送信すると判定されたた場合に、予め記憶した複数の信号ごとに定められた第１のチャネル予約期間を、第１の応答信号に設定し、第１の応答信号を送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮ（Local Area Network）に対応するＩＥＥＥ８０２．１１などの通信プロトコルでは、例えばＩＦＳ（Inter Frame Space）などのフレーム送信に関する時間が規定されている。このような時間既定は、例えばμｓｅｃオーダーという短時間のものである。
【０００３】
また、無線通信の機能を汎用のハードウェア上で動作するソフトウェアにより実現するソフトウェア無線の技術が知られている。このようなソフトウェア無線によって上記のような時間規定の条件を満足したタイミングでフレームを送信するには、ＲＦ（Radio Frequency）とＰＨＹ（Physical）層の間の伝送遅延時間を短縮する必要がある。また、ＰＨＹ層とＭＡＣ（Media Access Control）層の間の処理遅延時間を短縮する必要がある。
【０００４】
そこで、以下の構成を採ることが知られている。つまり、ＲＦとＰＨＹ層に対応する回路を専用のハードウェアとして高速伝送を実現することにより、ＲＦとＰＨＹ層の間の短縮を図ろうというものである。ＯＳを無線通信に応じてカスタマイズして汎用ＣＰＵのプロセス間通信と割り込み処理による遅延を大幅に削減することにより、ＰＨＹ層とＭＡＣ層の間の処理遅延時間を短縮する事ができる（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Kun Tan, 他 “Sora: High Performance Software Radio Using General Purpose Multi-core Processors”、[online]、[平成２３年１１月１０日検索]、インターネット＜http://www.usenix.org/events/nsdi09/tech/full_papers/tan/tan.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のソフトウェア無線などを応用した技術としてフレキシブルワイヤレスシステムが開発されている。フレキシブルワイヤレスシステムは、受信した無線周波数信号をソフトウェアで処理する。これにより、ソフトウェアの切り替えによって多様な無線通信方式に対応することができる。
【０００７】
しかし、上記のようなフレキシブルワイヤレスシステムでは、ＲＦに対応する回路とＰＨＹ層に対応する回路が、物理的に離れて設置される装置毎に実装される。この場合、ＲＦの回路にて電波を受信して得られた信号は、比較的長距離の伝送路を経由してＰＨＹ層の回路に伝送される。そのため、伝送路遅延が増大してしまい、無視できない値となってしまう。このため、非特許文献１のように専用ハードウェアで構成したとしても、ＲＦとＰＨＹ層との間で生じる伝送遅延時間の短縮を図ることは難しい。
【０００８】
上記事情に鑑み、本発明は、ＲＦに対応する回路とＰＨＹ層に対応する回路との間の伝送遅延によるスループットの低下を軽減する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、無線端末との間で通信を行う基地局装置であって、予め記憶した複数の信号と前記受信した信号とをパターンマッチングし、前記受信した信号に対する第１の応答信号を送信するか否かを判定する判定部と、前記第１の応答信号を送信すると判定された場合に、前記予め記憶した複数の信号ごとに定められた第１のチャネル予約期間を、前記第１の応答信号に設定し、前記第１の応答信号を送信する第１応答信号送信部と、を備える基地局装置である。
【００１０】
本発明の一態様は、無線端末及び前記無線端末から受信した信号の信号処理を行う信号処理装置のそれぞれと接続され、かつ、前記無線端末から受信した信号を前記信号処理装置へ出力する基地局装置であって、予め記憶した複数の信号と前記受信した信号とをパターンマッチングし、前記受信した信号に対する第１の応答信号を送信するか否かを判定する判定部と、前記第１の応答信号を送信すると判定された場合に、前記予め記憶した複数の信号ごとに定められた第１のチャネル予約期間を、前記第１の応答信号に設定し、前記第１の応答信号を送信する第１応答信号送信部と、を備える基地局装置である。
【００１１】
本発明の一態様は、上述した基地局装置であって、前記受信した信号を復調して取得した第２のチャネル予約期間に基づいて第３のチャネル予約期間を算出する算出部と、前記第３のチャネル予約期間が設定された第２の応答信号を、前記第１の応答信号の後に送信する第２応答信号送信部と、をさらに備える。
【００１２】
本発明の一態様は、無線端末と基地局装置との間で無線通信を行うための通信方法であって、予め記憶した複数の信号と前記受信した信号とをパターンマッチングし、前記受信した信号に対する第１の応答信号を送信するか否かを判定する判定ステップと、前記第１の応答信号を送信すると判定されたた場合に、前記予め記憶した複数の信号ごとに定められた第１のチャネル予約期間を、前記第１の応答信号に設定し、前記第１の応答信号を送信する第１応答信号送信ステップと、を有する通信方法である。
【００１３】
本発明の一態様は、上述した通信方法であって、前記基地局装置が、前記受信した信号を復調して取得した第２のチャネル予約期間に基づいて第３のチャネル予約期間を算出する算出ステップと、前記第３のチャネル予約期間が設定された第２の応答信号を、前記第１の応答信号の後に送信する第２応答信号送信ステップと、をさらに有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、ＲＦに対応する回路とＰＨＹ層に対応する回路との間の伝送遅延によるスループットの低下を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の通信システムの構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態におけるアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態におけるＮＡＶ値生成部３３０の構成例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に対応する無線端末装置１００とアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の動作タイミングの一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態におけるアクセスポイント２００が実行する処理手順例を示す図である。
【図６】ＮＡＶ値生成部３３０が実行する処理手順例を示す図である。
【図７】第２の実施形態におけるアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の構成例を示す図である。
【図８】自己ＣＴＳ生成部３４０の構成例を示す図である。
【図９】第２の実施形態に対応する無線端末装置１００とアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の動作タイミングの一例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態におけるアクセスポイント２００が実行する処理手順例を示す図である。
【図１１】第２の実施形態の無線信号処理装置３００において自己ＣＴＳ生成部３４０と送信制御部３２３が実行する処理手順例を示す図である。
【図１２】第３の実施形態におけるアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の構成例を示す図である。
【図１３】自己ＣＴＳを送信しない場合の動作タイミング例について示す図である。
【図１４】送信可否判定部３５０が実行する処理手順例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
［通信システムの構成］
図１は、本実施形態の通信システムの構成例を示す図である。この図に示す通信システムは、複数の無線端末装置１００と、アクセスポイント２００と、無線信号処理装置３００と、有線端末装置５００と、無線端末装置６００とを備える。また、アクセスポイント２００と無線信号処理装置３００と有線端末装置５００と無線端末装置６００は、光ファイバ４００により相互通信可能に接続されている。なお、無線端末装置６００と光ファイバ４００との間の接続は、たとえばアクセスポイント２００と同様の無線基地局を介してなされる。
無線端末装置１００は、アクセスポイント２００のセル内に設置されており、アクセスポイント２００を経由して他の無線端末装置１００、有線端末装置５００及び無線端末装置６００と無線通信を行う。有線端末装置５００は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）やサーバ装置などの情報処理装置であり、有線通信を行う装置である。無線端末装置６００は、例えばノートパソコンやＰＤＡ、スマートフォンなどの情報処理装置に付随、内蔵され、無線通信を行う装置である。
【００１７】
アクセスポイント２００は、１つの無線端末装置１００から送信された信号を受信して、宛先である装置（他の無線端末装置１００、有線端末装置５００、無線端末装置６００）に送信する。このとき、宛先である装置が有線端末装置５００又は無線端末装置６００である場合には、アクセスポイント２００は受信した信号を光ファイバ４００のネットワーク内の無線信号処理装置３００を介して有線端末装置５００宛てに転送する。また、アクセスポイント２００は、光ファイバ４００のネットワーク内の無線信号処理装置３００を介して有線端末装置５００又は無線端末装置６００から無線端末装置１００宛ての信号を受信すると、受信した信号を宛先である無線端末装置１００に送信する。つまり、無線端末装置１００を送信元又は送信先とする通信を中継する。なお、以下の説明では上記通信のうち無線端末装置１００同士の通信を例にとって説明する。
また、本実施形態におけるアクセスポイント２００は、アンテナ２１０において送受信されるＲＦ（Radio Frequency）信号（無線周波数信号）を対象に処理を実行するＲＦ部を備える。これに対応して、無線信号処理装置３００は、ＲＦより上位の通信プロトコルに対応する機能部を備える。つまり、アクセスポイント２００は、電波を受信して得られるＲＦ信号をベースバンド信号に変換して無線信号処理装置３００に出力する。また、無線信号処理装置３００から出力されたベースバンド信号による送信信号を入力してＲＦ信号に変換してアンテナ２１０から送出させる。
【００１８】
そのうえで、アクセスポイント２００は、応答信号を返送すべき種別の信号（フレーム）を受信した場合には、無線信号処理装置３００に代わり、応答信号としての無線周波数信号を生成してアンテナ２１０より送出させる。
本実施形態において、上記アクセスポイント２００が送信する応答信号としては、ＲＴＳ（Request To Send）に対応するＣＴＳ（Clear To Send）と、データに対応するＡＣＫ（Acknowledge）であることとする。
【００１９】
無線信号処理装置３００は、アクセスポイント２００から入力されたベースバンド信号について復調などの処理を行ってフレームからデータを抽出し、このデータの種別や内容に応じた所定の処理を実行する。また、データ送信に際しては、データを格納するフレームを生成して変調を施すことにより送信用のベースバンド信号を生成し、アクセスポイント２００に送信する。
【００２０】
このように、本実施形態においては、アクセスポイント２００においてＲＦ信号段階での送受信が行われ、無線信号処理装置３００がＲＦより上位の各階層（例えばＯＳＩ参照モデルの階層）に対応する処理を実行するようにされている。つまり、本実施形態のアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００はフレキシブルワイヤレスシステムに対応した構成を有している。なお、アクセスポイント２００と無線信号処理装置３００との間の接続は、例えば他のデータインターフェースなどをはじめ、光ファイバ４００以外の通信方式によるものが採用されてよい。
【００２１】
［アクセスポイントと無線信号処理装置の構成］
図２は、第１の実施形態におけるアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の構成例を示す図である。
アクセスポイント２００は、ＲＦ部２０１、受信信号品質判定部２０２、受信信号推定部２０３、応答信号生成部２０４、送信制御部２０５および変調部２０６を備える。
【００２２】
ＲＦ部２０１は、アンテナ２１０（図２においては図示せず）が電波を受信するのに応じて入力されたＲＦ信号をベースバンド信号に変換して無線信号処理装置３００に出力する。また、ＲＦ部２０１は、無線信号処理装置３００からのベースバンド信号による送信信号を入力してＲＦ信号に変換し、アンテナ２１０から送出させる。
【００２３】
また、アクセスポイント２００において、受信信号品質判定部２０２、受信信号推定部２０３、応答信号生成部２０４、送信制御部２０５および変調部２０６は、無線信号処理装置３００に代わって、ＲＴＳの受信に応答したＣＴＳの送信とデータの受信に応答したＡＣＫの送信を実行するための機能部となる。
受信信号品質判定部２０２は、ＲＦ部２０１から出力された受信信号としてのベースバンド信号を入力し、例えば受信信号の電界強度などに基づいて当該受信信号の品質を判定する。
【００２４】
受信信号推定部２０３は、品質が良好（ＯＫ）であると判定された受信信号を入力し、この入力した受信信号の波形に基づいて、当該受信信号の種別を推定する。ここでの種別とは、受信信号が格納するフレームの種別をいう。この種別推定によって、例えば受信信号がＲＴＳ、データ、または、これら以外の種別のものであるのかが推定される。
また、受信信号推定部２０３は、上記種別とともに、自分宛であるかどうかを送信先アドレスが自アドレスと一致するかどうかで推定し、送信元アドレス（例えば、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレス）の推定も行う。一例として、ＩＥＥＥ８０２．１１のフレームフォーマットの場合、上記受信信号（フレーム）の種別、送信元アドレスおよび送信先アドレスの情報は、フレームにおけるＩＥＥＥ８０２．１１ヘッダにおける所定領域に格納されている。
【００２５】
ここで、受信信号推定部２０３が推定対象とする受信信号の種別は、例えば通信プロトコルに基づいて知であり、かつ、有限である。また、送信元アドレスについても、アクセスポイント２００のセル内に存在する無線端末装置１００に対応して既知であり、かつ、有限である。
そこで、受信信号推定部２０３は、上記のように推定を行うにあたり、受信が想定される種別、送信元アドレスおよび送信先アドレス（＝自アドレス）ごとに対応する受信信号の波形データを記憶しておく。そして、受信信号推定部２０３は、入力される受信信号の波形と、自己が記憶している受信信号の波形データとのパターンマッチングにより、上記フレーム種別、送信元アドレスおよび送信先アドレスを推定する。
【００２６】
応答信号生成部２０４は、受信信号推定部２０３により推定された受信信号の種別が、当該受信信号の受信に応答して応答信号を送信すべき種別である場合に、この応答信号（第１の応答信号）を生成する。本実施形態において、応答信号を送信すべき受信信号の種別としては、ＲＴＳおよびデータとなる。つまり、応答信号生成部２０４は、推定された受信信号の種別がＲＴＳであり、自分宛である場合には、応答信号としてＣＴＳを生成する。また、応答信号生成部２０４は、推定された受信信号の種別がデータであり、自分宛である場合には、応答信号としてＡＣＫを生成する。
【００２７】
上記の応答信号はそれぞれフレームとして生成される。このフレームとしての応答信号の生成には、受信信号推定部２０３による推定結果が反映される。つまり、応答信号生成部２０４は、応答信号の生成にあたり、そのフレームのヘッダにおいて、受信信号推定部２０３により推定された送信元アドレスなどを格納する。
そのうえで、応答信号生成部２０４は、ＣＴＳのように、応答信号がＮＡＶ（Network Allocation Vector）値（第１のチャネル予約期間）を格納すべきものである場合には、無線信号処理装置３００のＮＡＶ値生成部３３０により生成されたＮＡＶ値を格納して上記応答信号を生成する。
【００２８】
送信制御部２０５は、上記応答信号生成部２０４により生成された応答信号を送信させるための制御を実行する。変調部２０６は、送信制御部２０５が入力した応答信号を所定の変調方式により変調してベースバンド信号に変換し、ＲＦ部２０１に出力する。ＲＦ部２０１は、このように入力されたベースバンド信号の応答信号をＲＦ信号に変換してアンテナ２１０に出力する。これにより、応答信号はアンテナ２１０から電波として送出される。
【００２９】
また、送信制御部２０５は、規定されたタイミングで送信すればよいので、CSMA/CAを完全に実装する必要はない。しかしながら、無線信号処理装置３００における送信制御部３２３と同等のメディアアクセス制御を実行してもよい。この場合、送信制御部２０５が対応するメディアアクセス制御方式の１つとして、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）を想定することができる。
なお、アクセスポイント２００における受信信号品質判定部２０２、受信信号推定部２０３、応答信号生成部２０４、送信制御部２０５および変調部２０６の各部は、ソフトウェアにより構成されてもよいし、ハードウェアにより構成されてもよい。
【００３０】
図２における無線信号処理装置３００は、機能部のうち、ＯＳＩ参照モデルにおけるＰＨＹ（Physical）層に対応する機能部であるＰＨＹ部３０１と、ＭＡＣ層に対応する機能部であるＭＡＣ部３０２とを抜き出して示している。
ＰＨＹ部３０１は、送信信号の変調と受信信号の復調を行う。このために、ＰＨＹ部３０１は、変調部３１１と復調部３１２を備える。変調部３１１は、ＭＡＣ部３０２から入力される送信信号を変調してベースバンド信号に変換してアクセスポイント２００に出力する。復調部３１２は、アクセスポイント２００から入力されるベースバンド信号の受信信号を復調してＭＡＣ部３０２に出力する。
なお、変調部３１１と復調部３１２が対応する変調方式の一例としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を挙げることができる。また、ＰＨＹ部３０１は、ハードウェアにより構成されてもよいし、ソフトウェアにより構成されてもよい。
【００３１】
ＭＡＣ部３０２は、データリンク層におけるＭＡＣ層に対応して主にメディアアクセス制御に関する処理を実行する部位である。この図に示すＭＡＣ部３０２は、暗号化部３２１、信号生成部３２２、送信制御部３２３、ヘッダ解析部３２４、復号化部３２５およびＮＡＶ値生成部３３０を備える。
暗号化部３２１には、例えば、有線NW側から送信すべきパケットのデータが入力される。暗号化部３２１は、入力したパケットを必要に応じて暗号化する。信号生成部３２２は、無線通信方式に対応してパケットをフレーム化した送信信号を生成する。
【００３２】
送信制御部３２３は、送信信号を送信するためのメディアアクセス制御を実行する部位である。なお、送信制御部３２３が対応するメディアアクセス制御方式として１つにはＣＡＭＡ／ＣＡを想定することができる。送信制御部３２３は自己の送信制御にしたがって送信タイミングに至った送信信号をＰＨＹ部３０１の変調部３１１に対して出力する。
【００３３】
ヘッダ解析部３２４は、復調部３１２により復調された後の受信信号、つまりフレームに格納されるヘッダを解析する。このヘッダの解析により、受信信号であるフレームの送信元アドレス、送信先アドレスおよびパケットの種別などが特定される。また、ヘッダ解析部３２４は、例えばフレームに付加されたＦＣＳ（Frame Check Sequence）を利用することにより、データの誤り検出および訂正を行う。
復号化部３２５は、フレームから抽出されたパケットの暗号化を解くための復号化を実行する。復号化されたパケットは、例えば、図示しない有線NWに対応する回路に対して出力される。
【００３４】
ＮＡＶ値生成部３３０は、ヘッダ解析部３２４が受信信号として入力したＲＴＳのフレームのヘッダから抽出したＮＡＶ値（第２のチャネル予約期間）に基づいて、アクセスポイント２００の応答信号生成部２０４が生成するＣＴＳに格納すべきＮＡＶ値（第３のチャネル予約期間）を生成する。
ＮＡＶ値は、無線通信におけるいわゆる隠れ端末問題を回避するために、ネットワーク上で送受信されるＲＴＳとＣＴＳの各フレーム（第２の応答信号）のヘッダにおける所定領域に格納される。そして、このＮＡＶ値は、送信予約期間としての時間長を示すものとして格納される。
【００３５】
例えば、先に図１に示した２つの無線端末装置１００、１００は、それぞれアクセスポイント２００と通信可能ではあるが、無線端末装置１００、１００同士は互いの電波が到達しないような位置関係にあるものとする。この場合、一方の無線端末装置１００がアクセスポイント２００と通信するために電波を送出しているとしても、他方の無線端末装置１００はこのことを検知できない。そして、このときに他方の無線端末装置１００がアクセスポイント２００と通信しようとして電波を送出してしまうと、これら２つの無線端末装置１００から送出された電波がアクセスポイントで干渉することとなって通信品質が劣化する。このような状況を隠れ端末問題という。
【００３６】
そこで、上記隠れ端末問題を解消するために、アクセスポイント２００のセル内では、以下のようにＲＴＳとＣＴＳの送受信が行われる。１つの無線端末装置１００がフレームを送信しようとする際には、このフレームの送信に先立って、ＲＴＳを送信する。ＲＴＳは、アクセスポイント２００に対してフレームの送信の許可を要求する送信要求であり、このＲＴＳに格納されるＮＡＶ値は、フレームの送信にあたりチャンネルを占有する時間を指定するものとなる。
アクセスポイント２００は、ＲＴＳを受信したときに他の無線端末装置１００のフレームを受信していなければ、ＲＴＳ送信元の無線端末装置１００に対して応答としてＣＴＳを送信する。このＣＴＳにも、受信したＮＡＶ値に基づいて求めたＮＡＶ値が格納されている。
【００３７】
他の無線端末装置１００は、上記ＲＴＳを受信することはできないが、アクセスポイント２００が送信したＣＴＳは受信することができる。これにより、他の無線端末装置１００は、ＲＴＳの送信元の無線端末装置１００とアクセスポイント２００が、信号の送受信を開始しようとしていることを認識できる。そこで、他の無線端末装置１００は、受信したＣＴＳが格納するＮＡＶ値が示す時間を経過するまでフレームの送信を待機する。これにより、２つの無線端末装置１００が同時に電波を送出することがなくなり、隠れ端末問題が回避される。
【００３８】
前述のように、アクセスポイント２００における応答信号生成部２０４は、ＲＴＳの受信に応答してＣＴＳを生成する。ＣＴＳに格納するＮＡＶ値は、受信されたＲＴＳに格納されるＮＡＶ値に基づいて一意の値が設定される。
ＲＴＳに格納されるＮＡＶ値はデータサイズ等に依存し、通信毎に異なる値となる。このために、ＮＡＶ値については、復調前のベースバンド信号の波形として、信号種別、送信元アドレスおよび送信アドレスなどのようにパターン化して記憶しておくことができない。
【００３９】
そこで、本実施形態においては、無線信号処理装置３００のＭＡＣ部３０２においてＮＡＶ値生成部３３０を備えることとしている。ＮＡＶ値生成部３３０は、ＰＨＹ部３０１の復調部３１２により復調された後の受信信号（フレーム）のヘッダから抽出したＮＡＶ値に基づいて、ＣＴＳに格納すべきＮＡＶ値を生成する。復調後のヘッダから抽出したＮＡＶ値は正確なものであり、したがって、これに基づいて生成されるＣＴＳ格納用のＮＡＶ値についても十分な正確さを保つことが可能になる。
【００４０】
［ＮＡＶ値生成部の構成］
図３は、第１の実施形態におけるＮＡＶ値生成部３３０の構成例を示す図である。この図に示すＮＡＶ値生成部３３０は、ＮＡＶ値取得部３３１、ＮＡＶ値記憶部３３２、ＮＡＶ値算出部３３３を備える。
ＮＡＶ値取得部３３１は、ヘッダ解析部３２４によりＲＴＳとしての受信信号のフレームから抽出されたＮＡＶ値を取得する。また、ＮＡＶ値取得部３３１は、NAV値の統計処理用に、このＮＡＶ値を取得する処理を、一定時間または予め定めた所定数が取得されるまで実行する。
【００４１】
ＮＡＶ値記憶部３３２は、ＮＡＶ値取得部３３１により取得された一定期間内または一定数のＮＡＶ値を記憶する。
ＮＡＶ値算出部３３３は、ＮＡＶ値記憶部３３２に記憶されたＮＡＶ値を統計することによりＣＴＳに格納すべきＮＡＶ値を算出する。ＮＡＶ値算出部３３３がＮＡＶ値を算出するための統計手法としては特に限定されないが、例えばＮＡＶ値記憶部３３２に記憶されたＮＡＶ値の平均値をＣＴＳに格納すべきＮＡＶ値とすることが考えられる。また、ＮＡＶ値記憶部３３２に記憶されたＮＡＶ値のうちの最大値をＣＴＳに格納すべきＮＡＶ値とすることが考えられる。
【００４２】
また、ＮＡＶ値生成部３３０は、例えば所定のタイミングで上記ＮＡＶ値算出部３３３が算出したＮＡＶ値を固定的に保持することとしてもよい。また、リアルタイムにＮＡＶ値を算出して逐次更新するようにしてもよい。ＮＡＶ値を逐次更新する場合、ＮＡＶ値取得部３３１は、例えばスライディングウィンドウなどに対応した所定期間ごとにＮＡＶ値を取得してＮＡＶ値記憶部３３２に記憶させる。そして、ＮＡＶ値生成部３３０は、所定期間ごとに対応してＮＡＶ値記憶部３３２に記憶されたＮＡＶ値からＣＴＳに格納すべきＮＡＶ値を算出し、この算出したＮＡＶ値により前の所定期間に対応して求めたＮＡＶ値を更新する。
【００４３】
［動作タイミング例］
図４は、第１の実施形態に対応する無線端末装置１００とアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の動作タイミングの一例を示す図である。ここで、１つの無線端末装置１００がデータ送信に先立って、時刻ｔ１からｔ２の期間においてアクセスポイント２００にＲＴＳを送信したとする。
なお、図４においては、このＲＴＳに格納されるＮＡＶ値が示す期間を、時刻ｔ２からｔ９までのＲＴＳ対応ＮＡＶ期間として示している。
【００４４】
アクセスポイント２００は、上記のように時刻ｔ１からｔ２において送信されたＲＴＳを、無線端末装置１００との間の伝搬時間に応じて遅延した時刻ｔ１−１からｔ２−１のタイミングで受信する。このＲＴＳの受信が終了した時刻ｔ２−１から所定時間（例えばＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）を経過した時刻ｔ３からｔ４の期間において、アクセスポイント２００は、ＣＴＳを送信する。
上記ＣＴＳは、応答信号生成部２０４により生成されたものである。このＣＴＳが格納するＮＡＶ値が示す期間の例として、図４においては、時刻ｔ４からｔ１０までのＣＴＳ対応ＮＡＶ期間として示している。
【００４５】
無線端末装置１００は、上記のように送信されたＣＴＳを、アクセスポイント２００との間の伝搬時間に応じて遅延した時刻ｔ３−１からｔ４−１のタイミングで受信する。これに応じて、無線端末装置１００は、ＣＴＳの受信が終了した時刻ｔ４−１から所定時間（例えばＤＩＳＦとこれに続くバックオフ期間）を経過した時刻ｔ５から時刻ｔ６の期間においてデータを送信する。
【００４６】
上記のように送信されたデータは、アクセスポイント２００において時刻ｔ５−１からｔ６−１の期間において受信される。アクセスポイント２００は、データの受信が終了した時刻ｔ６−１から一定時間（例えばＳＩＦＳ）を経過した時刻ｔ７からｔ８の期間においてＡＣＫを送信する。なお、このＡＣＫも、応答信号生成部２０４により生成されたものである。このＡＣＫは、時刻ｔ７から伝搬時間を経過した時刻ｔ７−１からｔ８−１において無線端末装置１００により受信される。 なお、全ての実施形態に共通する事項であるが、無線信号処理装置３００がデータ（ＲＴＳ）を正常に受信した後に生成・送信すべきＡｃｋ（ＣＴＳ）は、既にアクセスポイント２００によって無線端末装置１００に送信されているため、無線信号処理装置３００はＡｃｋ（ＣＴＳ）を生成・送信しない。
【００４７】
本実施形態においてアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００は物理的に異なる装置であり光ファイバ４００により接続されている。これに応じて、アクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の間の伝送遅延（すなわち、ＲＦ部２０１とＰＨＹ部３０１の間の伝送遅延）が大きいことを想定している。このようなシステム構成において、無線信号処理装置３００のＭＡＣ部３０２においてＣＴＳやＡＣＫの送信を実行させることとした場合には、上記アクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の間の伝送遅延により、例えばＳＩＦＳなどの短時間の制約条件を満足する適切なタイミングでＣＴＳやＡＣＫを送信できない可能性がある。
【００４８】
そこで、本実施形態のようにＣＴＳやＡＣＫをアクセスポイント２００により生成して送信するように構成すれば、上記のＲＦ部２０１とＰＨＹ部３０１の間の伝送遅延は関係なくなる。これにより、例えばＳＩＦＳなどの短時間の制約条件を満たす適切なタイミングでＣＴＳやＡＣＫを送信できることになる。
そのうえで、ＣＴＳを送信する際、応答信号生成部２０４は、ＮＡＶ値生成部３３０により生成したＮＡＶ値を格納してＣＴＳを生成することとしている。前述のように、ＮＡＶ値生成部３３０により生成されるＮＡＶ値は、受信されたＲＴＳが格納するＮＡＶ値を統計化したものであるためにその精度は高い。
【００４９】
仮に、上記のように受信したＲＴＳに基づくことなく適当にＮＡＶ値を設定することとした場合、上記のように高い精度は得られない。このために、ＮＡＶ値が短すぎたり長すぎたりしてしまう可能性が高くなる。ＮＡＶ値が短ければ他の無線端末装置１００の待機時間も短くなるために送信電波が干渉する可能性が高くなり、スループットの低下を招く原因となる。また、ＮＡＶ値が長ければ他の無線端末装置１００の待機時間も無駄に長くなり、これによってもセルにおけるスループットの低下を招くことになる。
【００５０】
これに対して、本実施形態において生成されるＮＡＶ値は上記のように高い精度を有している。これにより、本実施形態においては、適切なＮＡＶ期間が設定されることとなり、スループットの低下を有効に抑制することが可能になる。
また、元来ハードウェアで実施していた処理をソフトウェアで実施する構成に変更すると、処理遅延が増大してしまうことが一般的である。具体的には、ＰＨＹ層及びＭＡＣ層における処理時間が増大してしまうことが一般的である。しかしながら、本実施形態によれば、このようなソフトウェア化に伴うスループットの低下も有効に抑制することが可能となる。
また、本実施形態におけるＲＴＳまたはデータの受信に応答した応答信号（ＣＴＳ、ＡＣＫ）の送信は、アクセスポイント２００において行われる。つまり、ＲＦ部２０１のみを介して、ＲＴＳまたはデータの受信に応答した応答信号の送信が行われる。これにより、本実施形態では応答信号の送信にあたり、アクセスポイント２００のＲＦ部２０１と無線信号処理装置３００のＰＨＹ部３０１との伝送遅延を考慮する必要がない。このことは、ＲＦ部２０１とＰＨＹ部３０１を専用のハードウェアにより構成して高速化を図る必要がなくなることを意味している。これにより、本実施形態においては、ＲＦ部２０１とＰＨＹ部３０１について、汎用のハードウェアを採用することができ、例えばコストアップを抑えることができる。
【００５１】
［処理手順例］
図５は、第１の実施形態におけるアクセスポイント２００が実行する処理手順例を示す図である。この図に示す処理は、図２に示した受信信号品質判定部２０２、受信信号推定部２０３、応答信号生成部２０４、送信制御部２０５の何れかが適宜実行する。
【００５２】
受信信号品質判定部２０２は、信号が受信されるのを待機している（ステップＳ１０１−ＮＯ）。そして、受信信号がＲＦ部２０１より出力されたことにより信号が受信されたことを判定すると（ステップＳ１０１−ＹＥＳ）、受信信号品質判定部２０２は、前述のように、例えば受信電界強度などに基づいて受信信号の品質を判定する（ステップＳ１０２）。
【００５３】
受信信号品質判定部２０２は、上記ステップＳ１０２により判定した受信信号の品質が良好（ＯＫ）であるか否かについて判定する（ステップＳ１０３）。ここで、品質は良好ではないと判定した場合（ステップＳ１０３−ＮＯ）、受信信号品質判定部２０２は、受信信号を破棄して（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０１に戻る。
これに対して、品質は良好であると判定した場合（ステップＳ１０３−ＹＥＳ）、受信信号推定部２０３は、前述のパターンマッチングにより自分宛であるか、受信信号の種別、送信元アドレスなどを推定する（ステップＳ１０５）。
【００５４】
次に、応答信号生成部２０４は、上記ステップＳ１０５により推定された信号の種別がＲＴＳであるか否かについて判定する（ステップＳ１０６）。ＲＴＳであると判定した場合（ステップＳ１０６−ＹＥＳ）、応答信号生成部２０４は、無線信号処理装置３００のＮＡＶ値生成部３３０からＣＴＳ格納用のＮＡＶ値を入力する（ステップＳ１０７）。そして、この入力したＮＡＶ値をフレームヘッダに格納してＣＴＳを生成する（ステップＳ１０８）。送信制御部２０５は、上記のように生成されたＣＴＳを送信させるための制御を実行し（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０１に戻る。
【００５５】
また、推定した信号の種別がＲＴＳではないと判定した場合（ステップＳ１０６−ＮＯ）、推定された信号の種別はデータであることになる。この場合、応答信号生成部２０４は、データの受信完了に応じたＡＣＫの送信タイミングとなるのを待機する（ステップＳ１１０−ＮＯ）。そして、ＡＣＫの送信タイミングに至ると（ステップＳ１１０−ＹＥＳ）、応答信号生成部２０４はＡＣＫを生成する（ステップＳ１１１）。送信制御部２０５は、生成されたＡＣＫを送信させるための制御を実行し（ステップＳ１１２）、ステップＳ１０１に戻る。
【００５６】
図６は、ＮＡＶ値生成部３３０が実行する処理手順例を示す図である。この図に示す処理は、ＮＡＶ値取得部３３１とＮＡＶ値算出部３３３のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。なお、この図の説明にあたり、ＮＡＶ値生成部３３０は、アクセスポイント２００と通信が確立されている無線端末装置１００ごとに対応してＮＡＶ値を算出するものとする。
【００５７】
ＮＡＶ値取得部３３１は、ＲＴＳの受信に応じてヘッダ解析部３２４によりフレームのヘッダから抽出されたＮＡＶ値を取得する（ステップＳ２０１）。次に、ＮＡＶ値取得部３３１は、この取得したＮＡＶ値を、ＲＴＳの送信元の無線端末装置１００のアドレスに対応付けてＮＡＶ値記憶部３３２に記憶させる（ステップＳ２０２）。
【００５８】
ＮＡＶ値取得部３３１は、上記ＮＡＶ値の取得と記憶を、一定期間が経過するまで、ＲＴＳが受信されるごとに実行する。そして、一定期間が経過するのに応じて（ステップＳ２０３−ＹＥＳ）、ＮＡＶ値算出部３３３は、無線端末装置１００のアドレスごとに、ＮＡＶ値記憶部３３２に記憶されているＮＡＶ値の統計値を算出する（ステップＳ２０４）。具体的に、この統計値は、前述のように平均値または最大値などとなる。
そして、ＮＡＶ値算出部３３３は、上記のように求めた統計値をＣＴＳに格納すべきＮＡＶ値として、アクセスポイント２００の応答信号生成部２０４に対して出力する（ステップＳ２０５）。
【００５９】
＜第２の実施形態＞
［アクセスポイントと無線信号処理装置の構成］
図７は、第２の実施形態におけるアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の構成例を示す図である。
第２の実施形態の無線信号処理装置３００においては、自己ＣＴＳ生成部３４０が備えられる。自己ＣＴＳ生成部３４０は、ＲＴＳの受信に応答して自己ＣＴＳを生成する。この自己ＣＴＳは、無線ＬＡＮ規格におけるＩＥＥＥ８０２．１１ｇで規定されるCTS-to-selfに相当する。
【００６０】
図８は、自己ＣＴＳ生成部３４０の構成例を示す図である。この図に示す自己ＣＴＳ生成部３４０は、ＮＡＶ値取得部３４１、更新ＮＡＶ値算出部３４２と自己ＣＴＳ信号生成部３４３を備える。
【００６１】
ＮＡＶ値取得部３４１は、受信されたＲＴＳのヘッダからヘッダ解析部３２４により抽出されたＮＡＶ値を取得する。更新ＮＡＶ値算出部３４２は、ＮＡＶ値取得部３４１が取得したＮＡＶ値から更新ＮＡＶ値を算出する。この更新ＮＡＶ値は、一例として以下のように算出される。つまり、ＭＡＣ部３０２における今回のＲＴＳの入力タイミングから自己ＣＴＳを送信するまでの時間（自己ＣＴＳ送信準備期間）に対応する値をＮＡＶ値取得部３４１が取得したＮＡＶ値から減算することにより算出される。このように求められる更新ＮＡＶ値は、ＲＴＳのフレームのヘッダから抽出したＮＡＶ値と、既知の自己ＣＴＳ送信準備期間とに基づくものであるために正確なものとなっている。
【００６２】
自己ＣＴＳ信号生成部３４３は、上記のように算出された更新ＮＡＶ値と、受信したＲＴＳのフレームのヘッダからヘッダ解析部３２４が抽出した送信元アドレスや送信先アドレスを入力する。そして、これらの入力した情報をヘッダに含めるようにして自己ＣＴＳとしてのフレームを生成する。
上記のように自己ＣＴＳ信号生成部３４３が生成した自己ＣＴＳは、送信制御部３２３が入力する。送信制御部３２３は、自己ＣＴＳがしかるべきタイミングで変調部３１１からＲＦ部２０１を介してアクセスポイント２００から送信されるように制御する。
【００６３】
本実施形態においてはＣＴＳの送信後のタイミングにおいて自己ＣＴＳをアクセスポイント２００から送信させるが、このときに、アクセスポイント２００が無線端末装置１００から送信されてくるデータを受信中である可能性がある。このままでは、自己ＣＴＳを送信するための電波の影響でデータを正常に受信できない可能性がある。
【００６４】
そこで、第２の実施形態のアクセスポイント２００には、図７に示すように干渉抑制部２０７を備える。干渉抑制部２０７は、ＲＦ部２０１とアンテナ（図示せず）の間に挿入される。干渉抑制部２０７は、ＲＦ部２０１から出力される送信用ＲＦ信号を入力してキャンセル信号を生成し、ＲＦ部２０１への入力ＲＦ信号に対して印加する。これにより、ＲＦ部２０１への入力信号に重畳している送信信号成分が除去される。したがって、アクセスポイント２００において自己ＣＴＳの送信とデータの受信が同時に行われているときには、ＲＦ部２０１への入力信号から自己ＣＴＳの信号成分が除去されることとなり、データを正常に受信することが可能になる。
【００６５】
［動作タイミング例］
図９は、第２の実施形態に対応する無線端末装置１００とアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の動作タイミングの一例を示す図である。ここで、１つの無線端末装置１００がデータ送信に先立って、時刻ｔ１からｔ２の期間においてアクセスポイント２００にＲＴＳを送信したとする。
【００６６】
アクセスポイント２００は、時刻ｔ１から無線端末装置１００との伝搬時間に応じて遅延した時刻ｔ１−１からｔ２−１において上記ＲＴＳを受信する。そこで、アクセスポイント２００は、ＲＴＳの受信が完了した時刻ｔ２−１から一定時間を経過した時刻ｔ３からｔ４の期間においてＣＴＳを送信する。このＣＴＳは、第１の実施形態と同様に、応答信号生成部２０４が生成したものである。また、このＣＴＳが格納するＮＡＶ値もＮＡＶ値生成部３３０が第１の実施形態と同様に生成すればよい。
【００６７】
ただし、第２の実施形態におけるＣＴＳのＮＡＶ値は、自己ＣＴＳにより正確なＮＡＶ値が設定されるまでの暫定的なものであるため、自己ＣＴＳが送信されるまでの時間を超えるように設定されればよい。一例として、自己ＣＴＳ生成部３４０が自己ＣＴＳを生成するために要する処理時間と、アクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の間（ＲＦ部２０１とＰＨＹ部３０１の間）の往復の伝送時間を加算した時間を設定することが考えられる。
【００６８】
無線端末装置１００は、上記のように送信されたＣＴＳを、アクセスポイント２００との間の伝搬時間に応じて遅延した時刻ｔ３−１からｔ４−１のタイミングで受信する。これに応じて、無線端末装置１００は、ＣＴＳの受信が終了した時刻ｔ４−１から所定時間を経過した時刻ｔ５から時刻ｔ６の期間においてデータを送信する。
【００６９】
また、ＲＴＳは、アクセスポイント２００にて時刻ｔ１−１からｔ２−１の期間において受信されたＲＴＳは、ＲＦ部２０１とＰＨＹ部３０１との間の伝送時間に応じて遅延した時刻ｔ１−２からｔ２−２の期間において、無線信号処理装置３００に入力される。
このように入力されたＲＴＳは、復調部３１２からヘッダ解析部３２４に出力される。ヘッダ解析部３２４は、ＲＴＳが受信されたことを自己ＣＴＳ生成部３４０に通知する。
【００７０】
自己ＣＴＳ生成部３４０は、上記の通知に応じて自己ＣＴＳを生成する。そして、生成された自己ＣＴＳは、送信制御部３２３により、時刻ｔ５−３からｔ５−４の期間においてアクセスポイント２００に出力される。
このように出力された自己ＣＴＳは、ＲＦ部２０１とＰＨＹ部３０１との間の伝送時間に応じて遅延した時刻ｔ５−５からｔ５−６の期間においてアクセスポイント２００に入力され、さらにＲＦ部２０１から送信される。
【００７１】
上記のようにアクセスポイント２００から自己ＣＴＳが送信されることにより、時刻ｔ３からｔ４の期間において送信されたＣＴＳにより設定されたＮＡＶ期間は無効となる。そして、自己ＣＴＳに格納される更新ＮＡＶ値により、時刻ｔ５−６以降における更新ＮＡＶ期間が再設定される。このように更新ＮＡＶ値により再設定される更新ＮＡＶ期間は、前述のように正確なものとなっている。したがって、自己ＣＴＳが格納する更新ＮＡＶ値により設定された更新ＮＡＶ期間の終了タイミングは、ＲＴＳが格納していたＮＡＶ値により設定されたＲＴＳ対応ＮＡＶ期間の終了タイミングである時刻ｔ９と一致することになる。
【００７２】
このように、第２の実施形態においては、まず、アクセスポイント２００によりＣＴＳを送信させた後に、無線信号処理装置３００において正確な更新ＮＡＶ値を格納する自己ＣＴＳを生成して送信させることとしている。これにより、ＲＴＳが格納していたＮＡＶ値に対して正確に対応するＮＡＶ値を他の無線端末装置１００に通知することが可能になる。
【００７３】
また、時刻ｔ６−１におけるデータの受信完了に応じて、アクセスポイント２００は、時刻ｔ７からｔ８のタイミングでＡＣＫを送信する。この図では、時刻ｔ７から伝送時間に応じて遅延した時刻ｔ７−１からｔ９の期間において無線端末装置１００がＡＣＫを受信している。
【００７４】
なお、図９には反映されていないが、上記の通信時においては干渉抑制部２０７が動作している。これにより、時刻ｔ５−５からｔ５−６の期間のようにアクセスポイント２００において自己ＣＴＳの送信とデータの受信が同時に行われる状態となっても、互いの干渉を排除して正常にデータを受信することが可能である。
【００７５】
［処理手順例］
図１０は、第２の実施形態におけるアクセスポイント２００が実行する処理手順例を示す図である。図１０において、ステップＳ１０１からＳ１０９と、ステップＳ１１０からＳ１１２の処理は、図５のステップＳ１０１からＳ１０９と、ステップＳ１１０からＳ１１２と同様となる。
【００７６】
そのうえで、アクセスポイント２００のＲＦ部２０１は、ステップＳ１０９によりＣＴＳを送信した後、自己ＣＴＳが無線信号処理装置３００から入力されるのを待機する（ステップＳ１０９Ａ）。そして、自己ＣＴＳが入力されると、この自己ＣＴＳを送信する（ステップＳ１０９Ｂ）。
【００７７】
図１１は、第２の実施形態の無線信号処理装置３００において自己ＣＴＳ生成部３４０と送信制御部３２３が実行する処理手順例を示す図である。この図に示す処理は、図８に示したＮＡＶ値取得部３４１、更新ＮＡＶ値算出部３４２および自己ＣＴＳ信号生成部３４３のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。
【００７８】
まず、ＮＡＶ値取得部３４１は、ＲＴＳの入力がヘッダ解析部３２４から通知されるのを待機している（ステップＳ３０１−ＮＯ）。ＮＡＶ値取得部３４１は、ＲＴＳの入力が通知されるのに応じて（ステップＳ３０１−ＹＥＳ）、入力されたＲＴＳが格納していたＮＡＶ値をヘッダ解析部３２４から取得する（ステップＳ３０２）。
次に、更新ＮＡＶ値算出部３４２は、例えば前述のように、今回入力したＲＴＳが格納していたＮＡＶ値から自己ＣＴＳ送信準備期間を減算することにより更新ＮＡＶ値を算出する（ステップＳ３０３）。
【００７９】
次に、自己ＣＴＳ信号生成部３４３は、上記のように算出された更新ＮＡＶ値と、ヘッダ解析部３２４から取得した送信元アドレスと送信先アドレスなどをヘッダに格納してフレームを生成する（ステップＳ３０４）。送信制御部３２３は、上記のように生成された自己ＣＴＳのフレームがアクセスポイント２００から送信されるように制御する（ステップＳ３０５）。
【００８０】
＜第３の実施形態＞
図１２は、第３の実施形態におけるアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の構成例を示す図である。なお、この図において図７と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。アクセスポイント２００は、図７と同様の構成であることから、ここでの説明は省略する。
第３の実施形態の無線信号処理装置３００は、送信可否判定部３５０を備える。送信可否判定部３５０は、自己ＣＴＳの送信可否を判定する。送信可否判定部３５０による送信可否判定のための処理については後述する。
【００８１】
第３の実施形態における自己ＣＴＳ生成部３４０が自己ＣＴＳを生成するための処理については第２の実施形態と同様である。ただし、第３の実施形態における自己ＣＴＳ生成部３４０は、送信可否判定部３５０の判定結果に応じて自己ＣＴＳを生成する動作の可否が設定される。つまり、送信可否判定部３５０が自己ＣＴＳの送信を許可すべきと判定した場合、自己ＣＴＳ生成部３４０は、ＲＴＳの受信に応じて自己ＣＴＳを生成する動作を実行する。これにより、アクセスポイント２００からはＣＴＳと、この後の自己ＣＴＳの送信が実行される。つまり、第２の実施形態と同様の動作が実行される。
【００８２】
これに対して、送信可否判定部３５０が自己ＣＴＳの送信を禁止すべきであると判定した場合、自己ＣＴＳ生成部３４０は、自己ＣＴＳを生成する動作を停止する。これにより、アクセスポイント２００はＣＴＳを送信するが、自己ＣＴＳは送信しないことになる。つまり、第１の実施形態と同様の動作となる。
【００８３】
［自己ＣＴＳを送信すべきでない場合の動作タイミング］
図１３は、自己ＣＴＳを送信しない場合の動作タイミング例について示す図である。時刻ｔ１からｔ２の期間において無線端末装置１００が送信したＲＴＳは、無線信号処理装置３００において時刻ｔ１−２からｔ２−２の期間にて受信される。時刻ｔ１−２とｔ２−２は、時刻ｔ１とｔ２に対して、アクセスポイント２００までの伝搬時間と、アクセスポイント２００から無線信号処理装置３００までの伝達時間に応じて遅延した時刻となる。
【００８４】
無線信号処理装置３００における自己ＣＴＳ生成部３４０は、時刻ｔ２−２においてＲＴＳの受信が完了するのに応じて自己ＣＴＳを生成し、送信制御部３２３が送信を行う。図においては、ＲＴＳの受信が完了してから自己ＣＴＳの送信が開始されるまでに要する時間（時刻ｔ２−２からｔ７）を、自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂとして示している。しかし、例えば通信システムにおける転送速度、トラフィックの状況、また、自己ＣＴＳ生成部３４０の処理機能などの条件によっては、上記自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂが長くなる場合がある。
【００８５】
具体的には以下の通りである。図１３の時刻ｔ７からｔ８の期間において無線信号処理装置３００が出力した自己ＣＴＳは、アクセスポイント２００により時刻ｔ７−１からｒ８−１の期間において送信されている。しかし、アクセスポイント２００におけるデータの受信は、自己ＣＴＳの送信が完了する時刻ｔ８−１より前の時刻ｔ６−１において完了している。このようにデータの受信が完了するまでに自己ＣＴＳを送信できないようなときには、自己ＣＴＳを送信せずにＡＣＫを送信する必要がある。
【００８６】
そこで、第３の実施形態における送信可否判定部３５０は、アクセスポイント２００におけるデータの受信が完了するまでに自己ＣＴＳを送信できるか否かに応じて、以下のように自己ＣＴＳを送信可否について判定する。
【００８７】
［処理手順例］
図１４は、送信可否判定部３５０が実行する処理手順例を示す図である。送信可否判定部３５０は、ＮＡＶ期間Ｔａを算出する（ステップＳ４０１）。このために、送信可否判定部３５０は、ヘッダ解析部３２４によりＲＴＳのフレームのヘッダから抽出されたＮＡＶ値を取得し、このＮＡＶ値からＮＡＶ期間Ｔａとしての時間を求める。
【００８８】
上記のように求められるＮＡＶ期間Ｔａは、図１３に示すように、無線信号処理装置３００においてＲＴＳの受信が完了した時刻ｔ２−２からｔ１０までの期間に相当する。このＮＡＶ期間Ｔａは、受信されたＲＴＳに格納されたＮＡＶ値に対応した時間長による期間となる。
【００８９】
次に、送信可否判定部３５０は、送信可否判定に用いる自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂを算出する（ステップＳ４０２）。自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂが処理負荷などに応じて変化することを前提とした場合には、例えば、過去の一定期間における自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂの実測値の平均や正規分布などを用いて算出することにより求めることができる。
次に、送信可否判定部３５０は、上記ステップＳ４０１にて求めたＮＡＶ期間ＴａとステップＳ４０２にて求めた自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂと予め定められた閾値ｔｈについて、
Ｔａ−Ｔｂ≧ｔｈ
が成立するか否かについて判定する（ステップＳ４０３）。
【００９０】
上式が成立する場合には、アクセスポイント２００においてデータの受信が完了するまでに確実に自己ＣＴＳを送信できることを意味する。この場合、送信可否判定部３５０は、自己ＣＴＳの送信を許可する（ステップＳ４０４）。これに応じて、自己ＣＴＳ生成部３４０は、自己ＣＴＳを生成し、送信制御部３２３は自己ＣＴＳを送信する制御を実行する。
【００９１】
これに対して、上式が成立しない場合には、アクセスポイント２００においてデータの受信が完了するまでに自己ＣＴＳを送信できない可能性があることを意味する。この場合、送信可否判定部３５０は、自己ＣＴＳの送信を禁止する（ステップＳ４０５）。
【００９２】
なお、上記図１４に示した処理は、処理負荷に応じて自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂが変化することを前提として、ＲＴＳの受信ごとに実行することとしている。しかし、例えば処理環境や処理状況に対して自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂが一定となる条件の場合には、初期設定時において図１４に示す判定処理を実行することとしてもよい。この場合の初期設定後の動作としては、判定結果に応じて、ＲＴＳの受信ごとに自己ＣＴＳを送信する動作または自己ＣＴＳを送信しない動作のいずれか一方が定常的に行われることになる。
【００９３】
また、図２、図７および図１２などにおける機能部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより通信に関連する処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００９４】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００９５】
以上、この発明の実施形態について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含まれる。
【符号の説明】
【００９６】
１００…無線端末装置， ２００…アクセスポイント， ２０１…ＲＦ部， ２０２…受信信号品質判定部（判定部）， ２０３…受信信号推定部（判定部）， ２０４…応答信号生成部（判定部、応答信号送信部）， ２０５…送信制御部（応答信号送信部）， ２０６…変調部， ２０７…干渉抑制部， ２１０…アンテナ， ３００…無線信号処理装置， ３０１…ＰＨＹ部， ３０２…ＭＡＣ部， ３１１…変調部， ３１２…復調部， ３２１…暗号化部， ３２２…信号生成部， ３２３…送信制御部， ３２４…ヘッダ解析部， ３２５…復号化部， ３３０…ＮＡＶ値生成部（算出部）， ３３１…ＮＡＶ値取得部， ３３２…ＮＡＶ値記憶部， ３３３…ＮＡＶ値算出部， ３４０…自己ＣＴＳ生成部， ３４１…ＮＡＶ値取得部， ３４２…更新ＮＡＶ値算出部， ３４３…自己ＣＴＳ信号生成部， ３５０…送信可否判定部， ５００…有線端末装置， ６００…無線端末装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮ（Local Area Network）に対応するＩＥＥＥ８０２．１１などの通信プロトコルでは、例えばＩＦＳ（Inter Frame Space）などのフレーム送信に関する時間が規定されている。このような時間既定は、例えばμｓｅｃオーダーという短時間のものである。
【０００３】
また、無線通信の機能を汎用のハードウェア上で動作するソフトウェアにより実現するソフトウェア無線の技術が知られている。このようなソフトウェア無線によって上記のような時間規定の条件を満足したタイミングでフレームを送信するには、ＲＦ（Radio Frequency）とＰＨＹ（Physical）層の間の伝送遅延時間を短縮する必要がある。また、ＰＨＹ層とＭＡＣ（Media Access Control）層の間の処理遅延時間を短縮する必要がある。
【０００４】
そこで、以下の構成を採ることが知られている。つまり、ＲＦとＰＨＹ層に対応する回路を専用のハードウェアとして高速伝送を実現することにより、ＲＦとＰＨＹ層の間の短縮を図ろうというものである。ＯＳを無線通信に応じてカスタマイズして汎用ＣＰＵのプロセス間通信と割り込み処理による遅延を大幅に削減することにより、ＰＨＹ層とＭＡＣ層の間の処理遅延時間を短縮する事ができる（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Kun Tan, 他 “Sora: High Performance Software Radio Using General Purpose Multi-core Processors”、[online]、[平成２３年１１月１０日検索]、インターネット＜http://www.usenix.org/events/nsdi09/tech/full_papers/tan/tan.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のソフトウェア無線などを応用した技術としてフレキシブルワイヤレスシステムが開発されている。フレキシブルワイヤレスシステムは、受信した無線周波数信号をソフトウェアで処理する。これにより、ソフトウェアの切り替えによって多様な無線通信方式に対応することができる。
【０００７】
しかし、上記のようなフレキシブルワイヤレスシステムでは、ＲＦに対応する回路とＰＨＹ層に対応する回路が、物理的に離れて設置される装置毎に実装される。この場合、ＲＦの回路にて電波を受信して得られた信号は、比較的長距離の伝送路を経由してＰＨＹ層の回路に伝送される。そのため、伝送路遅延が増大してしまい、無視できない値となってしまう。このため、非特許文献１のように専用ハードウェアで構成したとしても、ＲＦとＰＨＹ層との間で生じる伝送遅延時間の短縮を図ることは難しい。
【０００８】
上記事情に鑑み、本発明は、ＲＦに対応する回路とＰＨＹ層に対応する回路との間の伝送遅延によるスループットの低下を軽減する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、無線端末との間で通信を行う基地局装置であって、予め記憶した複数の信号と前記受信した信号とをパターンマッチングし、前記受信した信号に対する第１の応答信号を送信するか否かを判定する判定部と、前記第１の応答信号を送信すると判定された場合に、前記予め記憶した複数の信号ごとに定められた第１のチャネル予約期間を、前記第１の応答信号に設定し、前記第１の応答信号を送信する第１応答信号送信部と、を備える基地局装置である。
【００１０】
本発明の一態様は、無線端末及び前記無線端末から受信した信号の信号処理を行う信号処理装置のそれぞれと接続され、かつ、前記無線端末から受信した信号を前記信号処理装置へ出力する基地局装置であって、予め記憶した複数の信号と前記受信した信号とをパターンマッチングし、前記受信した信号に対する第１の応答信号を送信するか否かを判定する判定部と、前記第１の応答信号を送信すると判定された場合に、前記予め記憶した複数の信号ごとに定められた第１のチャネル予約期間を、前記第１の応答信号に設定し、前記第１の応答信号を送信する第１応答信号送信部と、を備える基地局装置である。
【００１１】
本発明の一態様は、上述した基地局装置であって、前記受信した信号を復調して取得した第２のチャネル予約期間に基づいて第３のチャネル予約期間を算出する算出部と、前記第３のチャネル予約期間が設定された第２の応答信号を、前記第１の応答信号の後に送信する第２応答信号送信部と、をさらに備える。
【００１２】
本発明の一態様は、無線端末と基地局装置との間で無線通信を行うための通信方法であって、予め記憶した複数の信号と前記受信した信号とをパターンマッチングし、前記受信した信号に対する第１の応答信号を送信するか否かを判定する判定ステップと、前記第１の応答信号を送信すると判定されたた場合に、前記予め記憶した複数の信号ごとに定められた第１のチャネル予約期間を、前記第１の応答信号に設定し、前記第１の応答信号を送信する第１応答信号送信ステップと、を有する通信方法である。
【００１３】
本発明の一態様は、上述した通信方法であって、前記基地局装置が、前記受信した信号を復調して取得した第２のチャネル予約期間に基づいて第３のチャネル予約期間を算出する算出ステップと、前記第３のチャネル予約期間が設定された第２の応答信号を、前記第１の応答信号の後に送信する第２応答信号送信ステップと、をさらに有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、ＲＦに対応する回路とＰＨＹ層に対応する回路との間の伝送遅延によるスループットの低下を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の通信システムの構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態におけるアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態におけるＮＡＶ値生成部３３０の構成例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に対応する無線端末装置１００とアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の動作タイミングの一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態におけるアクセスポイント２００が実行する処理手順例を示す図である。
【図６】ＮＡＶ値生成部３３０が実行する処理手順例を示す図である。
【図７】第２の実施形態におけるアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の構成例を示す図である。
【図８】自己ＣＴＳ生成部３４０の構成例を示す図である。
【図９】第２の実施形態に対応する無線端末装置１００とアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の動作タイミングの一例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態におけるアクセスポイント２００が実行する処理手順例を示す図である。
【図１１】第２の実施形態の無線信号処理装置３００において自己ＣＴＳ生成部３４０と送信制御部３２３が実行する処理手順例を示す図である。
【図１２】第３の実施形態におけるアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の構成例を示す図である。
【図１３】自己ＣＴＳを送信しない場合の動作タイミング例について示す図である。
【図１４】送信可否判定部３５０が実行する処理手順例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
［通信システムの構成］
図１は、本実施形態の通信システムの構成例を示す図である。この図に示す通信システムは、複数の無線端末装置１００と、アクセスポイント２００と、無線信号処理装置３００と、有線端末装置５００と、無線端末装置６００とを備える。また、アクセスポイント２００と無線信号処理装置３００と有線端末装置５００と無線端末装置６００は、光ファイバ４００により相互通信可能に接続されている。なお、無線端末装置６００と光ファイバ４００との間の接続は、たとえばアクセスポイント２００と同様の無線基地局を介してなされる。
無線端末装置１００は、アクセスポイント２００のセル内に設置されており、アクセスポイント２００を経由して他の無線端末装置１００、有線端末装置５００及び無線端末装置６００と無線通信を行う。有線端末装置５００は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）やサーバ装置などの情報処理装置であり、有線通信を行う装置である。無線端末装置６００は、例えばノートパソコンやＰＤＡ、スマートフォンなどの情報処理装置に付随、内蔵され、無線通信を行う装置である。
【００１７】
アクセスポイント２００は、１つの無線端末装置１００から送信された信号を受信して、宛先である装置（他の無線端末装置１００、有線端末装置５００、無線端末装置６００）に送信する。このとき、宛先である装置が有線端末装置５００又は無線端末装置６００である場合には、アクセスポイント２００は受信した信号を光ファイバ４００のネットワーク内の無線信号処理装置３００を介して有線端末装置５００宛てに転送する。また、アクセスポイント２００は、光ファイバ４００のネットワーク内の無線信号処理装置３００を介して有線端末装置５００又は無線端末装置６００から無線端末装置１００宛ての信号を受信すると、受信した信号を宛先である無線端末装置１００に送信する。つまり、無線端末装置１００を送信元又は送信先とする通信を中継する。なお、以下の説明では上記通信のうち無線端末装置１００同士の通信を例にとって説明する。
また、本実施形態におけるアクセスポイント２００は、アンテナ２１０において送受信されるＲＦ（Radio Frequency）信号（無線周波数信号）を対象に処理を実行するＲＦ部を備える。これに対応して、無線信号処理装置３００は、ＲＦより上位の通信プロトコルに対応する機能部を備える。つまり、アクセスポイント２００は、電波を受信して得られるＲＦ信号をベースバンド信号に変換して無線信号処理装置３００に出力する。また、無線信号処理装置３００から出力されたベースバンド信号による送信信号を入力してＲＦ信号に変換してアンテナ２１０から送出させる。
【００１８】
そのうえで、アクセスポイント２００は、応答信号を返送すべき種別の信号（フレーム）を受信した場合には、無線信号処理装置３００に代わり、応答信号としての無線周波数信号を生成してアンテナ２１０より送出させる。
本実施形態において、上記アクセスポイント２００が送信する応答信号としては、ＲＴＳ（Request To Send）に対応するＣＴＳ（Clear To Send）と、データに対応するＡＣＫ（Acknowledge）であることとする。
【００１９】
無線信号処理装置３００は、アクセスポイント２００から入力されたベースバンド信号について復調などの処理を行ってフレームからデータを抽出し、このデータの種別や内容に応じた所定の処理を実行する。また、データ送信に際しては、データを格納するフレームを生成して変調を施すことにより送信用のベースバンド信号を生成し、アクセスポイント２００に送信する。
【００２０】
このように、本実施形態においては、アクセスポイント２００においてＲＦ信号段階での送受信が行われ、無線信号処理装置３００がＲＦより上位の各階層（例えばＯＳＩ参照モデルの階層）に対応する処理を実行するようにされている。つまり、本実施形態のアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００はフレキシブルワイヤレスシステムに対応した構成を有している。なお、アクセスポイント２００と無線信号処理装置３００との間の接続は、例えば他のデータインターフェースなどをはじめ、光ファイバ４００以外の通信方式によるものが採用されてよい。
【００２１】
［アクセスポイントと無線信号処理装置の構成］
図２は、第１の実施形態におけるアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の構成例を示す図である。
アクセスポイント２００は、ＲＦ部２０１、受信信号品質判定部２０２、受信信号推定部２０３、応答信号生成部２０４、送信制御部２０５および変調部２０６を備える。
【００２２】
ＲＦ部２０１は、アンテナ２１０（図２においては図示せず）が電波を受信するのに応じて入力されたＲＦ信号をベースバンド信号に変換して無線信号処理装置３００に出力する。また、ＲＦ部２０１は、無線信号処理装置３００からのベースバンド信号による送信信号を入力してＲＦ信号に変換し、アンテナ２１０から送出させる。
【００２３】
また、アクセスポイント２００において、受信信号品質判定部２０２、受信信号推定部２０３、応答信号生成部２０４、送信制御部２０５および変調部２０６は、無線信号処理装置３００に代わって、ＲＴＳの受信に応答したＣＴＳの送信とデータの受信に応答したＡＣＫの送信を実行するための機能部となる。
受信信号品質判定部２０２は、ＲＦ部２０１から出力された受信信号としてのベースバンド信号を入力し、例えば受信信号の電界強度などに基づいて当該受信信号の品質を判定する。
【００２４】
受信信号推定部２０３は、品質が良好（ＯＫ）であると判定された受信信号を入力し、この入力した受信信号の波形に基づいて、当該受信信号の種別を推定する。ここでの種別とは、受信信号が格納するフレームの種別をいう。この種別推定によって、例えば受信信号がＲＴＳ、データ、または、これら以外の種別のものであるのかが推定される。
また、受信信号推定部２０３は、上記種別とともに、自分宛であるかどうかを送信先アドレスが自アドレスと一致するかどうかで推定し、送信元アドレス（例えば、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレス）の推定も行う。一例として、ＩＥＥＥ８０２．１１のフレームフォーマットの場合、上記受信信号（フレーム）の種別、送信元アドレスおよび送信先アドレスの情報は、フレームにおけるＩＥＥＥ８０２．１１ヘッダにおける所定領域に格納されている。
【００２５】
ここで、受信信号推定部２０３が推定対象とする受信信号の種別は、例えば通信プロトコルに基づいて知であり、かつ、有限である。また、送信元アドレスについても、アクセスポイント２００のセル内に存在する無線端末装置１００に対応して既知であり、かつ、有限である。
そこで、受信信号推定部２０３は、上記のように推定を行うにあたり、受信が想定される種別、送信元アドレスおよび送信先アドレス（＝自アドレス）ごとに対応する受信信号の波形データを記憶しておく。そして、受信信号推定部２０３は、入力される受信信号の波形と、自己が記憶している受信信号の波形データとのパターンマッチングにより、上記フレーム種別、送信元アドレスおよび送信先アドレスを推定する。
【００２６】
応答信号生成部２０４は、受信信号推定部２０３により推定された受信信号の種別が、当該受信信号の受信に応答して応答信号を送信すべき種別である場合に、この応答信号（第１の応答信号）を生成する。本実施形態において、応答信号を送信すべき受信信号の種別としては、ＲＴＳおよびデータとなる。つまり、応答信号生成部２０４は、推定された受信信号の種別がＲＴＳであり、自分宛である場合には、応答信号としてＣＴＳを生成する。また、応答信号生成部２０４は、推定された受信信号の種別がデータであり、自分宛である場合には、応答信号としてＡＣＫを生成する。
【００２７】
上記の応答信号はそれぞれフレームとして生成される。このフレームとしての応答信号の生成には、受信信号推定部２０３による推定結果が反映される。つまり、応答信号生成部２０４は、応答信号の生成にあたり、そのフレームのヘッダにおいて、受信信号推定部２０３により推定された送信元アドレスなどを格納する。
そのうえで、応答信号生成部２０４は、ＣＴＳのように、応答信号がＮＡＶ（Network Allocation Vector）値（第１のチャネル予約期間）を格納すべきものである場合には、無線信号処理装置３００のＮＡＶ値生成部３３０により生成されたＮＡＶ値を格納して上記応答信号を生成する。
【００２８】
送信制御部２０５は、上記応答信号生成部２０４により生成された応答信号を送信させるための制御を実行する。変調部２０６は、送信制御部２０５が入力した応答信号を所定の変調方式により変調してベースバンド信号に変換し、ＲＦ部２０１に出力する。ＲＦ部２０１は、このように入力されたベースバンド信号の応答信号をＲＦ信号に変換してアンテナ２１０に出力する。これにより、応答信号はアンテナ２１０から電波として送出される。
【００２９】
また、送信制御部２０５は、規定されたタイミングで送信すればよいので、CSMA/CAを完全に実装する必要はない。しかしながら、無線信号処理装置３００における送信制御部３２３と同等のメディアアクセス制御を実行してもよい。この場合、送信制御部２０５が対応するメディアアクセス制御方式の１つとして、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）を想定することができる。
なお、アクセスポイント２００における受信信号品質判定部２０２、受信信号推定部２０３、応答信号生成部２０４、送信制御部２０５および変調部２０６の各部は、ソフトウェアにより構成されてもよいし、ハードウェアにより構成されてもよい。
【００３０】
図２における無線信号処理装置３００は、機能部のうち、ＯＳＩ参照モデルにおけるＰＨＹ（Physical）層に対応する機能部であるＰＨＹ部３０１と、ＭＡＣ層に対応する機能部であるＭＡＣ部３０２とを抜き出して示している。
ＰＨＹ部３０１は、送信信号の変調と受信信号の復調を行う。このために、ＰＨＹ部３０１は、変調部３１１と復調部３１２を備える。変調部３１１は、ＭＡＣ部３０２から入力される送信信号を変調してベースバンド信号に変換してアクセスポイント２００に出力する。復調部３１２は、アクセスポイント２００から入力されるベースバンド信号の受信信号を復調してＭＡＣ部３０２に出力する。
なお、変調部３１１と復調部３１２が対応する変調方式の一例としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を挙げることができる。また、ＰＨＹ部３０１は、ハードウェアにより構成されてもよいし、ソフトウェアにより構成されてもよい。
【００３１】
ＭＡＣ部３０２は、データリンク層におけるＭＡＣ層に対応して主にメディアアクセス制御に関する処理を実行する部位である。この図に示すＭＡＣ部３０２は、暗号化部３２１、信号生成部３２２、送信制御部３２３、ヘッダ解析部３２４、復号化部３２５およびＮＡＶ値生成部３３０を備える。
暗号化部３２１には、例えば、有線NW側から送信すべきパケットのデータが入力される。暗号化部３２１は、入力したパケットを必要に応じて暗号化する。信号生成部３２２は、無線通信方式に対応してパケットをフレーム化した送信信号を生成する。
【００３２】
送信制御部３２３は、送信信号を送信するためのメディアアクセス制御を実行する部位である。なお、送信制御部３２３が対応するメディアアクセス制御方式として１つにはＣＡＭＡ／ＣＡを想定することができる。送信制御部３２３は自己の送信制御にしたがって送信タイミングに至った送信信号をＰＨＹ部３０１の変調部３１１に対して出力する。
【００３３】
ヘッダ解析部３２４は、復調部３１２により復調された後の受信信号、つまりフレームに格納されるヘッダを解析する。このヘッダの解析により、受信信号であるフレームの送信元アドレス、送信先アドレスおよびパケットの種別などが特定される。また、ヘッダ解析部３２４は、例えばフレームに付加されたＦＣＳ（Frame Check Sequence）を利用することにより、データの誤り検出および訂正を行う。
復号化部３２５は、フレームから抽出されたパケットの暗号化を解くための復号化を実行する。復号化されたパケットは、例えば、図示しない有線NWに対応する回路に対して出力される。
【００３４】
ＮＡＶ値生成部３３０は、ヘッダ解析部３２４が受信信号として入力したＲＴＳのフレームのヘッダから抽出したＮＡＶ値（第２のチャネル予約期間）に基づいて、アクセスポイント２００の応答信号生成部２０４が生成するＣＴＳに格納すべきＮＡＶ値（第３のチャネル予約期間）を生成する。
ＮＡＶ値は、無線通信におけるいわゆる隠れ端末問題を回避するために、ネットワーク上で送受信されるＲＴＳとＣＴＳの各フレーム（第２の応答信号）のヘッダにおける所定領域に格納される。そして、このＮＡＶ値は、送信予約期間としての時間長を示すものとして格納される。
【００３５】
例えば、先に図１に示した２つの無線端末装置１００、１００は、それぞれアクセスポイント２００と通信可能ではあるが、無線端末装置１００、１００同士は互いの電波が到達しないような位置関係にあるものとする。この場合、一方の無線端末装置１００がアクセスポイント２００と通信するために電波を送出しているとしても、他方の無線端末装置１００はこのことを検知できない。そして、このときに他方の無線端末装置１００がアクセスポイント２００と通信しようとして電波を送出してしまうと、これら２つの無線端末装置１００から送出された電波がアクセスポイントで干渉することとなって通信品質が劣化する。このような状況を隠れ端末問題という。
【００３６】
そこで、上記隠れ端末問題を解消するために、アクセスポイント２００のセル内では、以下のようにＲＴＳとＣＴＳの送受信が行われる。１つの無線端末装置１００がフレームを送信しようとする際には、このフレームの送信に先立って、ＲＴＳを送信する。ＲＴＳは、アクセスポイント２００に対してフレームの送信の許可を要求する送信要求であり、このＲＴＳに格納されるＮＡＶ値は、フレームの送信にあたりチャンネルを占有する時間を指定するものとなる。
アクセスポイント２００は、ＲＴＳを受信したときに他の無線端末装置１００のフレームを受信していなければ、ＲＴＳ送信元の無線端末装置１００に対して応答としてＣＴＳを送信する。このＣＴＳにも、受信したＮＡＶ値に基づいて求めたＮＡＶ値が格納されている。
【００３７】
他の無線端末装置１００は、上記ＲＴＳを受信することはできないが、アクセスポイント２００が送信したＣＴＳは受信することができる。これにより、他の無線端末装置１００は、ＲＴＳの送信元の無線端末装置１００とアクセスポイント２００が、信号の送受信を開始しようとしていることを認識できる。そこで、他の無線端末装置１００は、受信したＣＴＳが格納するＮＡＶ値が示す時間を経過するまでフレームの送信を待機する。これにより、２つの無線端末装置１００が同時に電波を送出することがなくなり、隠れ端末問題が回避される。
【００３８】
前述のように、アクセスポイント２００における応答信号生成部２０４は、ＲＴＳの受信に応答してＣＴＳを生成する。ＣＴＳに格納するＮＡＶ値は、受信されたＲＴＳに格納されるＮＡＶ値に基づいて一意の値が設定される。
ＲＴＳに格納されるＮＡＶ値はデータサイズ等に依存し、通信毎に異なる値となる。このために、ＮＡＶ値については、復調前のベースバンド信号の波形として、信号種別、送信元アドレスおよび送信アドレスなどのようにパターン化して記憶しておくことができない。
【００３９】
そこで、本実施形態においては、無線信号処理装置３００のＭＡＣ部３０２においてＮＡＶ値生成部３３０を備えることとしている。ＮＡＶ値生成部３３０は、ＰＨＹ部３０１の復調部３１２により復調された後の受信信号（フレーム）のヘッダから抽出したＮＡＶ値に基づいて、ＣＴＳに格納すべきＮＡＶ値を生成する。復調後のヘッダから抽出したＮＡＶ値は正確なものであり、したがって、これに基づいて生成されるＣＴＳ格納用のＮＡＶ値についても十分な正確さを保つことが可能になる。
【００４０】
［ＮＡＶ値生成部の構成］
図３は、第１の実施形態におけるＮＡＶ値生成部３３０の構成例を示す図である。この図に示すＮＡＶ値生成部３３０は、ＮＡＶ値取得部３３１、ＮＡＶ値記憶部３３２、ＮＡＶ値算出部３３３を備える。
ＮＡＶ値取得部３３１は、ヘッダ解析部３２４によりＲＴＳとしての受信信号のフレームから抽出されたＮＡＶ値を取得する。また、ＮＡＶ値取得部３３１は、NAV値の統計処理用に、このＮＡＶ値を取得する処理を、一定時間または予め定めた所定数が取得されるまで実行する。
【００４１】
ＮＡＶ値記憶部３３２は、ＮＡＶ値取得部３３１により取得された一定期間内または一定数のＮＡＶ値を記憶する。
ＮＡＶ値算出部３３３は、ＮＡＶ値記憶部３３２に記憶されたＮＡＶ値を統計することによりＣＴＳに格納すべきＮＡＶ値を算出する。ＮＡＶ値算出部３３３がＮＡＶ値を算出するための統計手法としては特に限定されないが、例えばＮＡＶ値記憶部３３２に記憶されたＮＡＶ値の平均値をＣＴＳに格納すべきＮＡＶ値とすることが考えられる。また、ＮＡＶ値記憶部３３２に記憶されたＮＡＶ値のうちの最大値をＣＴＳに格納すべきＮＡＶ値とすることが考えられる。
【００４２】
また、ＮＡＶ値生成部３３０は、例えば所定のタイミングで上記ＮＡＶ値算出部３３３が算出したＮＡＶ値を固定的に保持することとしてもよい。また、リアルタイムにＮＡＶ値を算出して逐次更新するようにしてもよい。ＮＡＶ値を逐次更新する場合、ＮＡＶ値取得部３３１は、例えばスライディングウィンドウなどに対応した所定期間ごとにＮＡＶ値を取得してＮＡＶ値記憶部３３２に記憶させる。そして、ＮＡＶ値生成部３３０は、所定期間ごとに対応してＮＡＶ値記憶部３３２に記憶されたＮＡＶ値からＣＴＳに格納すべきＮＡＶ値を算出し、この算出したＮＡＶ値により前の所定期間に対応して求めたＮＡＶ値を更新する。
【００４３】
［動作タイミング例］
図４は、第１の実施形態に対応する無線端末装置１００とアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の動作タイミングの一例を示す図である。ここで、１つの無線端末装置１００がデータ送信に先立って、時刻ｔ１からｔ２の期間においてアクセスポイント２００にＲＴＳを送信したとする。
なお、図４においては、このＲＴＳに格納されるＮＡＶ値が示す期間を、時刻ｔ２からｔ９までのＲＴＳ対応ＮＡＶ期間として示している。
【００４４】
アクセスポイント２００は、上記のように時刻ｔ１からｔ２において送信されたＲＴＳを、無線端末装置１００との間の伝搬時間に応じて遅延した時刻ｔ１−１からｔ２−１のタイミングで受信する。このＲＴＳの受信が終了した時刻ｔ２−１から所定時間（例えばＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）を経過した時刻ｔ３からｔ４の期間において、アクセスポイント２００は、ＣＴＳを送信する。
上記ＣＴＳは、応答信号生成部２０４により生成されたものである。このＣＴＳが格納するＮＡＶ値が示す期間の例として、図４においては、時刻ｔ４からｔ１０までのＣＴＳ対応ＮＡＶ期間として示している。
【００４５】
無線端末装置１００は、上記のように送信されたＣＴＳを、アクセスポイント２００との間の伝搬時間に応じて遅延した時刻ｔ３−１からｔ４−１のタイミングで受信する。これに応じて、無線端末装置１００は、ＣＴＳの受信が終了した時刻ｔ４−１から所定時間（例えばＤＩＳＦとこれに続くバックオフ期間）を経過した時刻ｔ５から時刻ｔ６の期間においてデータを送信する。
【００４６】
上記のように送信されたデータは、アクセスポイント２００において時刻ｔ５−１からｔ６−１の期間において受信される。アクセスポイント２００は、データの受信が終了した時刻ｔ６−１から一定時間（例えばＳＩＦＳ）を経過した時刻ｔ７からｔ８の期間においてＡＣＫを送信する。なお、このＡＣＫも、応答信号生成部２０４により生成されたものである。このＡＣＫは、時刻ｔ７から伝搬時間を経過した時刻ｔ７−１からｔ８−１において無線端末装置１００により受信される。 なお、全ての実施形態に共通する事項であるが、無線信号処理装置３００がデータ（ＲＴＳ）を正常に受信した後に生成・送信すべきＡｃｋ（ＣＴＳ）は、既にアクセスポイント２００によって無線端末装置１００に送信されているため、無線信号処理装置３００はＡｃｋ（ＣＴＳ）を生成・送信しない。
【００４７】
本実施形態においてアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００は物理的に異なる装置であり光ファイバ４００により接続されている。これに応じて、アクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の間の伝送遅延（すなわち、ＲＦ部２０１とＰＨＹ部３０１の間の伝送遅延）が大きいことを想定している。このようなシステム構成において、無線信号処理装置３００のＭＡＣ部３０２においてＣＴＳやＡＣＫの送信を実行させることとした場合には、上記アクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の間の伝送遅延により、例えばＳＩＦＳなどの短時間の制約条件を満足する適切なタイミングでＣＴＳやＡＣＫを送信できない可能性がある。
【００４８】
そこで、本実施形態のようにＣＴＳやＡＣＫをアクセスポイント２００により生成して送信するように構成すれば、上記のＲＦ部２０１とＰＨＹ部３０１の間の伝送遅延は関係なくなる。これにより、例えばＳＩＦＳなどの短時間の制約条件を満たす適切なタイミングでＣＴＳやＡＣＫを送信できることになる。
そのうえで、ＣＴＳを送信する際、応答信号生成部２０４は、ＮＡＶ値生成部３３０により生成したＮＡＶ値を格納してＣＴＳを生成することとしている。前述のように、ＮＡＶ値生成部３３０により生成されるＮＡＶ値は、受信されたＲＴＳが格納するＮＡＶ値を統計化したものであるためにその精度は高い。
【００４９】
仮に、上記のように受信したＲＴＳに基づくことなく適当にＮＡＶ値を設定することとした場合、上記のように高い精度は得られない。このために、ＮＡＶ値が短すぎたり長すぎたりしてしまう可能性が高くなる。ＮＡＶ値が短ければ他の無線端末装置１００の待機時間も短くなるために送信電波が干渉する可能性が高くなり、スループットの低下を招く原因となる。また、ＮＡＶ値が長ければ他の無線端末装置１００の待機時間も無駄に長くなり、これによってもセルにおけるスループットの低下を招くことになる。
【００５０】
これに対して、本実施形態において生成されるＮＡＶ値は上記のように高い精度を有している。これにより、本実施形態においては、適切なＮＡＶ期間が設定されることとなり、スループットの低下を有効に抑制することが可能になる。
また、元来ハードウェアで実施していた処理をソフトウェアで実施する構成に変更すると、処理遅延が増大してしまうことが一般的である。具体的には、ＰＨＹ層及びＭＡＣ層における処理時間が増大してしまうことが一般的である。しかしながら、本実施形態によれば、このようなソフトウェア化に伴うスループットの低下も有効に抑制することが可能となる。
また、本実施形態におけるＲＴＳまたはデータの受信に応答した応答信号（ＣＴＳ、ＡＣＫ）の送信は、アクセスポイント２００において行われる。つまり、ＲＦ部２０１のみを介して、ＲＴＳまたはデータの受信に応答した応答信号の送信が行われる。これにより、本実施形態では応答信号の送信にあたり、アクセスポイント２００のＲＦ部２０１と無線信号処理装置３００のＰＨＹ部３０１との伝送遅延を考慮する必要がない。このことは、ＲＦ部２０１とＰＨＹ部３０１を専用のハードウェアにより構成して高速化を図る必要がなくなることを意味している。これにより、本実施形態においては、ＲＦ部２０１とＰＨＹ部３０１について、汎用のハードウェアを採用することができ、例えばコストアップを抑えることができる。
【００５１】
［処理手順例］
図５は、第１の実施形態におけるアクセスポイント２００が実行する処理手順例を示す図である。この図に示す処理は、図２に示した受信信号品質判定部２０２、受信信号推定部２０３、応答信号生成部２０４、送信制御部２０５の何れかが適宜実行する。
【００５２】
受信信号品質判定部２０２は、信号が受信されるのを待機している（ステップＳ１０１−ＮＯ）。そして、受信信号がＲＦ部２０１より出力されたことにより信号が受信されたことを判定すると（ステップＳ１０１−ＹＥＳ）、受信信号品質判定部２０２は、前述のように、例えば受信電界強度などに基づいて受信信号の品質を判定する（ステップＳ１０２）。
【００５３】
受信信号品質判定部２０２は、上記ステップＳ１０２により判定した受信信号の品質が良好（ＯＫ）であるか否かについて判定する（ステップＳ１０３）。ここで、品質は良好ではないと判定した場合（ステップＳ１０３−ＮＯ）、受信信号品質判定部２０２は、受信信号を破棄して（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０１に戻る。
これに対して、品質は良好であると判定した場合（ステップＳ１０３−ＹＥＳ）、受信信号推定部２０３は、前述のパターンマッチングにより自分宛であるか、受信信号の種別、送信元アドレスなどを推定する（ステップＳ１０５）。
【００５４】
次に、応答信号生成部２０４は、上記ステップＳ１０５により推定された信号の種別がＲＴＳであるか否かについて判定する（ステップＳ１０６）。ＲＴＳであると判定した場合（ステップＳ１０６−ＹＥＳ）、応答信号生成部２０４は、無線信号処理装置３００のＮＡＶ値生成部３３０からＣＴＳ格納用のＮＡＶ値を入力する（ステップＳ１０７）。そして、この入力したＮＡＶ値をフレームヘッダに格納してＣＴＳを生成する（ステップＳ１０８）。送信制御部２０５は、上記のように生成されたＣＴＳを送信させるための制御を実行し（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０１に戻る。
【００５５】
また、推定した信号の種別がＲＴＳではないと判定した場合（ステップＳ１０６−ＮＯ）、推定された信号の種別はデータであることになる。この場合、応答信号生成部２０４は、データの受信完了に応じたＡＣＫの送信タイミングとなるのを待機する（ステップＳ１１０−ＮＯ）。そして、ＡＣＫの送信タイミングに至ると（ステップＳ１１０−ＹＥＳ）、応答信号生成部２０４はＡＣＫを生成する（ステップＳ１１１）。送信制御部２０５は、生成されたＡＣＫを送信させるための制御を実行し（ステップＳ１１２）、ステップＳ１０１に戻る。
【００５６】
図６は、ＮＡＶ値生成部３３０が実行する処理手順例を示す図である。この図に示す処理は、ＮＡＶ値取得部３３１とＮＡＶ値算出部３３３のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。なお、この図の説明にあたり、ＮＡＶ値生成部３３０は、アクセスポイント２００と通信が確立されている無線端末装置１００ごとに対応してＮＡＶ値を算出するものとする。
【００５７】
ＮＡＶ値取得部３３１は、ＲＴＳの受信に応じてヘッダ解析部３２４によりフレームのヘッダから抽出されたＮＡＶ値を取得する（ステップＳ２０１）。次に、ＮＡＶ値取得部３３１は、この取得したＮＡＶ値を、ＲＴＳの送信元の無線端末装置１００のアドレスに対応付けてＮＡＶ値記憶部３３２に記憶させる（ステップＳ２０２）。
【００５８】
ＮＡＶ値取得部３３１は、上記ＮＡＶ値の取得と記憶を、一定期間が経過するまで、ＲＴＳが受信されるごとに実行する。そして、一定期間が経過するのに応じて（ステップＳ２０３−ＹＥＳ）、ＮＡＶ値算出部３３３は、無線端末装置１００のアドレスごとに、ＮＡＶ値記憶部３３２に記憶されているＮＡＶ値の統計値を算出する（ステップＳ２０４）。具体的に、この統計値は、前述のように平均値または最大値などとなる。
そして、ＮＡＶ値算出部３３３は、上記のように求めた統計値をＣＴＳに格納すべきＮＡＶ値として、アクセスポイント２００の応答信号生成部２０４に対して出力する（ステップＳ２０５）。
【００５９】
＜第２の実施形態＞
［アクセスポイントと無線信号処理装置の構成］
図７は、第２の実施形態におけるアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の構成例を示す図である。
第２の実施形態の無線信号処理装置３００においては、自己ＣＴＳ生成部３４０が備えられる。自己ＣＴＳ生成部３４０は、ＲＴＳの受信に応答して自己ＣＴＳを生成する。この自己ＣＴＳは、無線ＬＡＮ規格におけるＩＥＥＥ８０２．１１ｇで規定されるCTS-to-selfに相当する。
【００６０】
図８は、自己ＣＴＳ生成部３４０の構成例を示す図である。この図に示す自己ＣＴＳ生成部３４０は、ＮＡＶ値取得部３４１、更新ＮＡＶ値算出部３４２と自己ＣＴＳ信号生成部３４３を備える。
【００６１】
ＮＡＶ値取得部３４１は、受信されたＲＴＳのヘッダからヘッダ解析部３２４により抽出されたＮＡＶ値を取得する。更新ＮＡＶ値算出部３４２は、ＮＡＶ値取得部３４１が取得したＮＡＶ値から更新ＮＡＶ値を算出する。この更新ＮＡＶ値は、一例として以下のように算出される。つまり、ＭＡＣ部３０２における今回のＲＴＳの入力タイミングから自己ＣＴＳを送信するまでの時間（自己ＣＴＳ送信準備期間）に対応する値をＮＡＶ値取得部３４１が取得したＮＡＶ値から減算することにより算出される。このように求められる更新ＮＡＶ値は、ＲＴＳのフレームのヘッダから抽出したＮＡＶ値と、既知の自己ＣＴＳ送信準備期間とに基づくものであるために正確なものとなっている。
【００６２】
自己ＣＴＳ信号生成部３４３は、上記のように算出された更新ＮＡＶ値と、受信したＲＴＳのフレームのヘッダからヘッダ解析部３２４が抽出した送信元アドレスや送信先アドレスを入力する。そして、これらの入力した情報をヘッダに含めるようにして自己ＣＴＳとしてのフレームを生成する。
上記のように自己ＣＴＳ信号生成部３４３が生成した自己ＣＴＳは、送信制御部３２３が入力する。送信制御部３２３は、自己ＣＴＳがしかるべきタイミングで変調部３１１からＲＦ部２０１を介してアクセスポイント２００から送信されるように制御する。
【００６３】
本実施形態においてはＣＴＳの送信後のタイミングにおいて自己ＣＴＳをアクセスポイント２００から送信させるが、このときに、アクセスポイント２００が無線端末装置１００から送信されてくるデータを受信中である可能性がある。このままでは、自己ＣＴＳを送信するための電波の影響でデータを正常に受信できない可能性がある。
【００６４】
そこで、第２の実施形態のアクセスポイント２００には、図７に示すように干渉抑制部２０７を備える。干渉抑制部２０７は、ＲＦ部２０１とアンテナ（図示せず）の間に挿入される。干渉抑制部２０７は、ＲＦ部２０１から出力される送信用ＲＦ信号を入力してキャンセル信号を生成し、ＲＦ部２０１への入力ＲＦ信号に対して印加する。これにより、ＲＦ部２０１への入力信号に重畳している送信信号成分が除去される。したがって、アクセスポイント２００において自己ＣＴＳの送信とデータの受信が同時に行われているときには、ＲＦ部２０１への入力信号から自己ＣＴＳの信号成分が除去されることとなり、データを正常に受信することが可能になる。
【００６５】
［動作タイミング例］
図９は、第２の実施形態に対応する無線端末装置１００とアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の動作タイミングの一例を示す図である。ここで、１つの無線端末装置１００がデータ送信に先立って、時刻ｔ１からｔ２の期間においてアクセスポイント２００にＲＴＳを送信したとする。
【００６６】
アクセスポイント２００は、時刻ｔ１から無線端末装置１００との伝搬時間に応じて遅延した時刻ｔ１−１からｔ２−１において上記ＲＴＳを受信する。そこで、アクセスポイント２００は、ＲＴＳの受信が完了した時刻ｔ２−１から一定時間を経過した時刻ｔ３からｔ４の期間においてＣＴＳを送信する。このＣＴＳは、第１の実施形態と同様に、応答信号生成部２０４が生成したものである。また、このＣＴＳが格納するＮＡＶ値もＮＡＶ値生成部３３０が第１の実施形態と同様に生成すればよい。
【００６７】
ただし、第２の実施形態におけるＣＴＳのＮＡＶ値は、自己ＣＴＳにより正確なＮＡＶ値が設定されるまでの暫定的なものであるため、自己ＣＴＳが送信されるまでの時間を超えるように設定されればよい。一例として、自己ＣＴＳ生成部３４０が自己ＣＴＳを生成するために要する処理時間と、アクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の間（ＲＦ部２０１とＰＨＹ部３０１の間）の往復の伝送時間を加算した時間を設定することが考えられる。
【００６８】
無線端末装置１００は、上記のように送信されたＣＴＳを、アクセスポイント２００との間の伝搬時間に応じて遅延した時刻ｔ３−１からｔ４−１のタイミングで受信する。これに応じて、無線端末装置１００は、ＣＴＳの受信が終了した時刻ｔ４−１から所定時間を経過した時刻ｔ５から時刻ｔ６の期間においてデータを送信する。
【００６９】
また、ＲＴＳは、アクセスポイント２００にて時刻ｔ１−１からｔ２−１の期間において受信されたＲＴＳは、ＲＦ部２０１とＰＨＹ部３０１との間の伝送時間に応じて遅延した時刻ｔ１−２からｔ２−２の期間において、無線信号処理装置３００に入力される。
このように入力されたＲＴＳは、復調部３１２からヘッダ解析部３２４に出力される。ヘッダ解析部３２４は、ＲＴＳが受信されたことを自己ＣＴＳ生成部３４０に通知する。
【００７０】
自己ＣＴＳ生成部３４０は、上記の通知に応じて自己ＣＴＳを生成する。そして、生成された自己ＣＴＳは、送信制御部３２３により、時刻ｔ５−３からｔ５−４の期間においてアクセスポイント２００に出力される。
このように出力された自己ＣＴＳは、ＲＦ部２０１とＰＨＹ部３０１との間の伝送時間に応じて遅延した時刻ｔ５−５からｔ５−６の期間においてアクセスポイント２００に入力され、さらにＲＦ部２０１から送信される。
【００７１】
上記のようにアクセスポイント２００から自己ＣＴＳが送信されることにより、時刻ｔ３からｔ４の期間において送信されたＣＴＳにより設定されたＮＡＶ期間は無効となる。そして、自己ＣＴＳに格納される更新ＮＡＶ値により、時刻ｔ５−６以降における更新ＮＡＶ期間が再設定される。このように更新ＮＡＶ値により再設定される更新ＮＡＶ期間は、前述のように正確なものとなっている。したがって、自己ＣＴＳが格納する更新ＮＡＶ値により設定された更新ＮＡＶ期間の終了タイミングは、ＲＴＳが格納していたＮＡＶ値により設定されたＲＴＳ対応ＮＡＶ期間の終了タイミングである時刻ｔ９と一致することになる。
【００７２】
このように、第２の実施形態においては、まず、アクセスポイント２００によりＣＴＳを送信させた後に、無線信号処理装置３００において正確な更新ＮＡＶ値を格納する自己ＣＴＳを生成して送信させることとしている。これにより、ＲＴＳが格納していたＮＡＶ値に対して正確に対応するＮＡＶ値を他の無線端末装置１００に通知することが可能になる。
【００７３】
また、時刻ｔ６−１におけるデータの受信完了に応じて、アクセスポイント２００は、時刻ｔ７からｔ８のタイミングでＡＣＫを送信する。この図では、時刻ｔ７から伝送時間に応じて遅延した時刻ｔ７−１からｔ９の期間において無線端末装置１００がＡＣＫを受信している。
【００７４】
なお、図９には反映されていないが、上記の通信時においては干渉抑制部２０７が動作している。これにより、時刻ｔ５−５からｔ５−６の期間のようにアクセスポイント２００において自己ＣＴＳの送信とデータの受信が同時に行われる状態となっても、互いの干渉を排除して正常にデータを受信することが可能である。
【００７５】
［処理手順例］
図１０は、第２の実施形態におけるアクセスポイント２００が実行する処理手順例を示す図である。図１０において、ステップＳ１０１からＳ１０９と、ステップＳ１１０からＳ１１２の処理は、図５のステップＳ１０１からＳ１０９と、ステップＳ１１０からＳ１１２と同様となる。
【００７６】
そのうえで、アクセスポイント２００のＲＦ部２０１は、ステップＳ１０９によりＣＴＳを送信した後、自己ＣＴＳが無線信号処理装置３００から入力されるのを待機する（ステップＳ１０９Ａ）。そして、自己ＣＴＳが入力されると、この自己ＣＴＳを送信する（ステップＳ１０９Ｂ）。
【００７７】
図１１は、第２の実施形態の無線信号処理装置３００において自己ＣＴＳ生成部３４０と送信制御部３２３が実行する処理手順例を示す図である。この図に示す処理は、図８に示したＮＡＶ値取得部３４１、更新ＮＡＶ値算出部３４２および自己ＣＴＳ信号生成部３４３のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。
【００７８】
まず、ＮＡＶ値取得部３４１は、ＲＴＳの入力がヘッダ解析部３２４から通知されるのを待機している（ステップＳ３０１−ＮＯ）。ＮＡＶ値取得部３４１は、ＲＴＳの入力が通知されるのに応じて（ステップＳ３０１−ＹＥＳ）、入力されたＲＴＳが格納していたＮＡＶ値をヘッダ解析部３２４から取得する（ステップＳ３０２）。
次に、更新ＮＡＶ値算出部３４２は、例えば前述のように、今回入力したＲＴＳが格納していたＮＡＶ値から自己ＣＴＳ送信準備期間を減算することにより更新ＮＡＶ値を算出する（ステップＳ３０３）。
【００７９】
次に、自己ＣＴＳ信号生成部３４３は、上記のように算出された更新ＮＡＶ値と、ヘッダ解析部３２４から取得した送信元アドレスと送信先アドレスなどをヘッダに格納してフレームを生成する（ステップＳ３０４）。送信制御部３２３は、上記のように生成された自己ＣＴＳのフレームがアクセスポイント２００から送信されるように制御する（ステップＳ３０５）。
【００８０】
＜第３の実施形態＞
図１２は、第３の実施形態におけるアクセスポイント２００と無線信号処理装置３００の構成例を示す図である。なお、この図において図７と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。アクセスポイント２００は、図７と同様の構成であることから、ここでの説明は省略する。
第３の実施形態の無線信号処理装置３００は、送信可否判定部３５０を備える。送信可否判定部３５０は、自己ＣＴＳの送信可否を判定する。送信可否判定部３５０による送信可否判定のための処理については後述する。
【００８１】
第３の実施形態における自己ＣＴＳ生成部３４０が自己ＣＴＳを生成するための処理については第２の実施形態と同様である。ただし、第３の実施形態における自己ＣＴＳ生成部３４０は、送信可否判定部３５０の判定結果に応じて自己ＣＴＳを生成する動作の可否が設定される。つまり、送信可否判定部３５０が自己ＣＴＳの送信を許可すべきと判定した場合、自己ＣＴＳ生成部３４０は、ＲＴＳの受信に応じて自己ＣＴＳを生成する動作を実行する。これにより、アクセスポイント２００からはＣＴＳと、この後の自己ＣＴＳの送信が実行される。つまり、第２の実施形態と同様の動作が実行される。
【００８２】
これに対して、送信可否判定部３５０が自己ＣＴＳの送信を禁止すべきであると判定した場合、自己ＣＴＳ生成部３４０は、自己ＣＴＳを生成する動作を停止する。これにより、アクセスポイント２００はＣＴＳを送信するが、自己ＣＴＳは送信しないことになる。つまり、第１の実施形態と同様の動作となる。
【００８３】
［自己ＣＴＳを送信すべきでない場合の動作タイミング］
図１３は、自己ＣＴＳを送信しない場合の動作タイミング例について示す図である。時刻ｔ１からｔ２の期間において無線端末装置１００が送信したＲＴＳは、無線信号処理装置３００において時刻ｔ１−２からｔ２−２の期間にて受信される。時刻ｔ１−２とｔ２−２は、時刻ｔ１とｔ２に対して、アクセスポイント２００までの伝搬時間と、アクセスポイント２００から無線信号処理装置３００までの伝達時間に応じて遅延した時刻となる。
【００８４】
無線信号処理装置３００における自己ＣＴＳ生成部３４０は、時刻ｔ２−２においてＲＴＳの受信が完了するのに応じて自己ＣＴＳを生成し、送信制御部３２３が送信を行う。図においては、ＲＴＳの受信が完了してから自己ＣＴＳの送信が開始されるまでに要する時間（時刻ｔ２−２からｔ７）を、自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂとして示している。しかし、例えば通信システムにおける転送速度、トラフィックの状況、また、自己ＣＴＳ生成部３４０の処理機能などの条件によっては、上記自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂが長くなる場合がある。
【００８５】
具体的には以下の通りである。図１３の時刻ｔ７からｔ８の期間において無線信号処理装置３００が出力した自己ＣＴＳは、アクセスポイント２００により時刻ｔ７−１からｒ８−１の期間において送信されている。しかし、アクセスポイント２００におけるデータの受信は、自己ＣＴＳの送信が完了する時刻ｔ８−１より前の時刻ｔ６−１において完了している。このようにデータの受信が完了するまでに自己ＣＴＳを送信できないようなときには、自己ＣＴＳを送信せずにＡＣＫを送信する必要がある。
【００８６】
そこで、第３の実施形態における送信可否判定部３５０は、アクセスポイント２００におけるデータの受信が完了するまでに自己ＣＴＳを送信できるか否かに応じて、以下のように自己ＣＴＳを送信可否について判定する。
【００８７】
［処理手順例］
図１４は、送信可否判定部３５０が実行する処理手順例を示す図である。送信可否判定部３５０は、ＮＡＶ期間Ｔａを算出する（ステップＳ４０１）。このために、送信可否判定部３５０は、ヘッダ解析部３２４によりＲＴＳのフレームのヘッダから抽出されたＮＡＶ値を取得し、このＮＡＶ値からＮＡＶ期間Ｔａとしての時間を求める。
【００８８】
上記のように求められるＮＡＶ期間Ｔａは、図１３に示すように、無線信号処理装置３００においてＲＴＳの受信が完了した時刻ｔ２−２からｔ１０までの期間に相当する。このＮＡＶ期間Ｔａは、受信されたＲＴＳに格納されたＮＡＶ値に対応した時間長による期間となる。
【００８９】
次に、送信可否判定部３５０は、送信可否判定に用いる自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂを算出する（ステップＳ４０２）。自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂが処理負荷などに応じて変化することを前提とした場合には、例えば、過去の一定期間における自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂの実測値の平均や正規分布などを用いて算出することにより求めることができる。
次に、送信可否判定部３５０は、上記ステップＳ４０１にて求めたＮＡＶ期間ＴａとステップＳ４０２にて求めた自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂと予め定められた閾値ｔｈについて、
Ｔａ−Ｔｂ≧ｔｈ
が成立するか否かについて判定する（ステップＳ４０３）。
【００９０】
上式が成立する場合には、アクセスポイント２００においてデータの受信が完了するまでに確実に自己ＣＴＳを送信できることを意味する。この場合、送信可否判定部３５０は、自己ＣＴＳの送信を許可する（ステップＳ４０４）。これに応じて、自己ＣＴＳ生成部３４０は、自己ＣＴＳを生成し、送信制御部３２３は自己ＣＴＳを送信する制御を実行する。
【００９１】
これに対して、上式が成立しない場合には、アクセスポイント２００においてデータの受信が完了するまでに自己ＣＴＳを送信できない可能性があることを意味する。この場合、送信可否判定部３５０は、自己ＣＴＳの送信を禁止する（ステップＳ４０５）。
【００９２】
なお、上記図１４に示した処理は、処理負荷に応じて自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂが変化することを前提として、ＲＴＳの受信ごとに実行することとしている。しかし、例えば処理環境や処理状況に対して自己ＣＴＳ送信準備期間Ｔｂが一定となる条件の場合には、初期設定時において図１４に示す判定処理を実行することとしてもよい。この場合の初期設定後の動作としては、判定結果に応じて、ＲＴＳの受信ごとに自己ＣＴＳを送信する動作または自己ＣＴＳを送信しない動作のいずれか一方が定常的に行われることになる。
【００９３】
また、図２、図７および図１２などにおける機能部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより通信に関連する処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００９４】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００９５】
以上、この発明の実施形態について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含まれる。
【符号の説明】
【００９６】
１００…無線端末装置， ２００…アクセスポイント， ２０１…ＲＦ部， ２０２…受信信号品質判定部（判定部）， ２０３…受信信号推定部（判定部）， ２０４…応答信号生成部（判定部、応答信号送信部）， ２０５…送信制御部（応答信号送信部）， ２０６…変調部， ２０７…干渉抑制部， ２１０…アンテナ， ３００…無線信号処理装置， ３０１…ＰＨＹ部， ３０２…ＭＡＣ部， ３１１…変調部， ３１２…復調部， ３２１…暗号化部， ３２２…信号生成部， ３２３…送信制御部， ３２４…ヘッダ解析部， ３２５…復号化部， ３３０…ＮＡＶ値生成部（算出部）， ３３１…ＮＡＶ値取得部， ３３２…ＮＡＶ値記憶部， ３３３…ＮＡＶ値算出部， ３４０…自己ＣＴＳ生成部， ３４１…ＮＡＶ値取得部， ３４２…更新ＮＡＶ値算出部， ３４３…自己ＣＴＳ信号生成部， ３５０…送信可否判定部， ５００…有線端末装置， ６００…無線端末装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末との間で通信を行う基地局装置であって、
予め記憶した複数の信号と前記受信した信号とをパターンマッチングし、前記受信した信号に対する第１の応答信号を送信するか否かを判定する判定部と、
前記第１の応答信号を送信すると判定された場合に、前記予め記憶した複数の信号ごとに定められた第１のチャネル予約期間を、前記第１の応答信号に設定し、前記第１の応答信号を送信する第１応答信号送信部と、
を備える基地局装置。
【請求項２】
無線端末及び前記無線端末から受信した信号の信号処理を行う信号処理装置のそれぞれと接続され、かつ、前記無線端末から受信した信号を前記信号処理装置へ出力する基地局装置であって、
予め記憶した複数の信号と前記受信した信号とをパターンマッチングし、前記受信した信号に対する第１の応答信号を送信するか否かを判定する判定部と、
前記第１の応答信号を送信すると判定された場合に、前記予め記憶した複数の信号ごとに定められた第１のチャネル予約期間を、前記第１の応答信号に設定し、前記第１の応答信号を送信する第１応答信号送信部と、
を備える基地局装置。
【請求項３】
前記受信した信号を復調して取得した第２のチャネル予約期間に基づいて第３のチャネル予約期間を算出する算出部と、
前記第３のチャネル予約期間が設定された第２の応答信号を、前記第１の応答信号の後に送信する第２応答信号送信部と、
をさらに備える請求項１又は請求項２に記載の基地局装置。
【請求項４】
無線端末と基地局装置との間で無線通信を行うための通信方法であって、
予め記憶した複数の信号と前記受信した信号とをパターンマッチングし、前記受信した信号に対する第１の応答信号を送信するか否かを判定する判定ステップと、
前記第１の応答信号を送信すると判定されたた場合に、前記予め記憶した複数の信号ごとに定められた第１のチャネル予約期間を、前記第１の応答信号に設定し、前記第１の応答信号を送信する第１応答信号送信ステップと、
を有する通信方法。
【請求項５】
前記基地局装置が、
前記受信した信号を復調して取得した第２のチャネル予約期間に基づいて第３のチャネル予約期間を算出する算出ステップと、
前記第３のチャネル予約期間が設定された第２の応答信号を、前記第１の応答信号の後に送信する第２応答信号送信ステップと、
をさらに有する請求項４に記載の通信方法。
【請求項１】
無線端末との間で通信を行う基地局装置であって、
予め記憶した複数の信号と前記受信した信号とをパターンマッチングし、前記受信した信号に対する第１の応答信号を送信するか否かを判定する判定部と、
前記第１の応答信号を送信すると判定された場合に、前記予め記憶した複数の信号ごとに定められた第１のチャネル予約期間を、前記第１の応答信号に設定し、前記第１の応答信号を送信する第１応答信号送信部と、
を備える基地局装置。
【請求項２】
無線端末及び前記無線端末から受信した信号の信号処理を行う信号処理装置のそれぞれと接続され、かつ、前記無線端末から受信した信号を前記信号処理装置へ出力する基地局装置であって、
予め記憶した複数の信号と前記受信した信号とをパターンマッチングし、前記受信した信号に対する第１の応答信号を送信するか否かを判定する判定部と、
前記第１の応答信号を送信すると判定された場合に、前記予め記憶した複数の信号ごとに定められた第１のチャネル予約期間を、前記第１の応答信号に設定し、前記第１の応答信号を送信する第１応答信号送信部と、
を備える基地局装置。
【請求項３】
前記受信した信号を復調して取得した第２のチャネル予約期間に基づいて第３のチャネル予約期間を算出する算出部と、
前記第３のチャネル予約期間が設定された第２の応答信号を、前記第１の応答信号の後に送信する第２応答信号送信部と、
をさらに備える請求項１又は請求項２に記載の基地局装置。
【請求項４】
無線端末と基地局装置との間で無線通信を行うための通信方法であって、
予め記憶した複数の信号と前記受信した信号とをパターンマッチングし、前記受信した信号に対する第１の応答信号を送信するか否かを判定する判定ステップと、
前記第１の応答信号を送信すると判定されたた場合に、前記予め記憶した複数の信号ごとに定められた第１のチャネル予約期間を、前記第１の応答信号に設定し、前記第１の応答信号を送信する第１応答信号送信ステップと、
を有する通信方法。
【請求項５】
前記基地局装置が、
前記受信した信号を復調して取得した第２のチャネル予約期間に基づいて第３のチャネル予約期間を算出する算出ステップと、
前記第３のチャネル予約期間が設定された第２の応答信号を、前記第１の応答信号の後に送信する第２応答信号送信ステップと、
をさらに有する請求項４に記載の通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−１１０６３７（Ｐ２０１３−１１０６３７Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５４９６３（Ｐ２０１１−２５４９６３）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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