JP4728036B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、アクセスポイントおよび無線端末間のアクセス制御技術に関する。

無線ＬＡＮのアクセス制御制御技術としてＤＣＦ（Distributed Coordination Function）がある（非特許文献１）。以下、ＤＣＦについて代表的なものを簡単に説明する。

１．ＤＣＦ（ＲＴＳ（Request to Send）/ＣＴＳ（Clear to Send）を用いない場合のアクセス手順）
ＤＣＦは、アクセスポイントおよび無線端末の各々が無線チャンネルの不使用状態を確認してデータを送信するＣＳＭＡ/ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）技術を採用する。ＲＴＳ/ＣＴＳ無しでＤＣＦを採用する場合には、いわゆる隠れ端末の問題がある。

図１９はＲＴＳ/ＣＴＳを用いない場合のＤＣＦにおけるアクセス制御方法を説明するための図である。ここで、アクセスポイントＡＰは無線端末Ａおよび無線端末Ｂ各々の信号を検出（キャリアセンス）できるが、無線端末Ａおよび無線端末Ｂ各々は互いの信号を検出できないものとする。

１−１．アクセスポイントＡＰ
先ず、アクセスポイントＡＰが無線端末Ａ宛のデータ「ＤａｔａＰ１」を送信したとする（Ｔ９０１）。アクセスポイントＡＰは、無線端末ＡからＡＣＫ信号を受信し、その後、ＤＩＦＳ（Distributed Inter-Frame Space）期間に自身が生成した乱数Ｐを加算した期間が経過するのを待ち、その間に他の装置が信号を送信したか否かを確認する（Ｔ９０２）。アクセスポイントＡＰは、このＤＩＦＳ＋乱数Ｐ期間の間に、無線端末Ａの信号を検知しているので、データの送信は行わない。次に、アクセスポイントＡＰは、受信信号の終了後、ＤＩＦＳ＋乱数Ｐ期間が経過するのを待ち、その間に他の装置が信号を送信したか否かを確認する（Ｔ９０３）。アクセスポイントＡＰは、このＤＩＦＳ＋乱数Ｐ期間の間に、無線端末Ａからのデータ「ＤａｔａＡ１」の受信を開始しているので、データの送信は行わない。

１−２．無線端末Ａ
無線端末Ａは、アクセスポイントＡＰから送信されたデータ「ＤａｔａＰ１」の受信が終了すると、ＳＩＦＳ（Short Inter-Frame Space）期間が経過するのを待って、ＡＣＫ信号をアクセスポイントＡＰに送信する（Ｔ９１１）。次に、無線端末Ａは、ＡＣＫ信号送信後、ＤＩＦＳ期間に自身が生成した乱数Ａ（但し、乱数Ａ＜乱数Ｐとする）を加算した期間が経過するのを待ち、その間に他の装置が信号を送信したか否かを確認する（Ｔ９１２）。無線端末Ａは、このＤＩＦＳ＋乱数Ａ期間の間に、他の装置の信号を検出していないので、アクセスポイントＡＰ宛のデータ「ＤａｔａＡ１」を送信する（Ｔ９１３）。次に、無線端末Ａは、「ＤａｔａＡ１」送信後、ＤＩＦＳ＋乱数Ａ期間が経過するのを待ち、その間に他の装置が信号を送信したか否かを確認する（Ｔ９１４）。無線端末Ａは、無線端末Ｂの信号を検知できないため、このＤＩＦＳ＋乱数Ａ期間の間に他の装置の信号を検出しない。このため、アクセスポイントＡＰ宛のデータ「ＤａｔａＡ２」を送信する（Ｔ９１５）。

１-３．無線端末Ｂ
無線端末Ｂは、アクセスポイントＡＰのデータ「ＤａｔａＰ１」の送信が終了すると、、ＳＩＦＳ期間が経過するのを待って、他の装置からＡＣＫ信号が送信されるのを待つ（Ｔ９２１）。無線端末ＡからＡＣＫ信号が送出されるが、無線端末Ｂはこれを認識できない。無線端末Ｂは、他の装置からＡＣＫ信号が送信されたものと仮定し、ＡＣＫ信号終了推定時間の経過後（「ＤａｔａＰ１」終了からＳＩＦＳ期間+ＡＣＫ信号期間を経過した後）、ＤＩＦＳ期間に自身が生成した乱数Ｂ（但し、乱数Ｂ＜乱数Ｐとする）を加算した期間が経過するのを待ち、その間に他の装置が信号を送信したか否かを確認する（Ｔ９２２）。無線端末Ａからデータ「ＤａｔａＡ１」が送出されているが、無線端末Ｂはこれを認識できない。このため、無線端末Ｂは、アクセスポイントＡＰ宛のデータ「ＤａｔａＢ１」を送信する（Ｔ９２３）。次に、無線端末Ｂは、「ＤａｔａＢ１」送信後、ＤＩＦＳ＋乱数Ｂ期間が経過するのを待ち、その間に他の装置が信号を送信したか否かを確認する（Ｔ９２４）。無線端末Ａからデータ「ＤａｔａＡ２」が送出されているが、無線端末Ｂはこれを認識できない。そこで、無線端末Ｂは、アクセスポイントＡＰ宛のデータ「ＤａｔａＢ２」を送信する（Ｔ９２５）。

この結果、無線端末Ａ、Ｂが同じ無線キャリアを使ってデータを同時に送信するため、アクセスポイントＡＰで混信が発生する。このため、アクセスポイントＡＰがデータを正常に受信できない可能性がある。

２．ＤＣＦ（ＲＴＳ/ＣＴＳを用いる場合のアクセス手順）
次に、ＲＴＳ/ＣＴＳを用いるＤＣＦのアクセス手順を説明する。ＲＴＳ/ＣＴＳでは、データを送信しようとしている無線端末がアクセスポイントにＲＴＳ信号を送信する。アクセスポイントはＲＴＳ信号を送信した無線端末のうち、データの送信を許可する無線端末に対してのみＣＴＳ信号を送信する。そして、ＣＴＳ信号を受信した無線端末のみがアクセスポイントにデータを送信する。

図２０はＲＴＳ/ＣＴＳを用いる場合のＤＣＦによるアクセス制御方法を説明するための図である。ここで、アクセスポイントＡＰは無線端末Ａおよび無線端末Ｂ各々の信号を検出できるが、無線端末Ａおよび無線端末Ｂ各々は互いの信号を検出できないものとする。

２-１．アクセスポイントＡＰ
先ず、アクセスポイントＡＰが無線端末Ａ宛のデータ「ＤａｔａＰ１」を送信したとする（Ｔ９３１）。アクセスポイントＡＰは、無線端末ＡからＡＣＫ信号を受信し、その後、ＤＩＦＳ期間に自身が生成した乱数Ｐを加算した期間中、他の装置がＲＴＳ信号を送信するのを待つ（Ｔ９３２）。アクセスポイントＡＰは、このＤＩＦＳ＋乱数Ｐ期間中に、無線端末Ａ、Ｂ各々からＲＴＳ信号を受信している。この場合、先のＲＴＳ信号の受信終了後、ＳＩＦＳ期間を経過してから、当該先のＲＴＳ信号を送信した無線端末Ａに対してＣＴＳ信号を送信する（Ｔ９３３）。その後、アクセスポイントＡＰは、無線端末Ａからデータ「ＤａｔａＡ１」を受信し、受信終了後、ＳＩＦＳ期間が経過するのを待ってＡＣＫ信号を無線端末Ａに送信する（ＳＴ９３４）。

２-２．無線端末Ａ
無線端末Ａは、アクセスポイントＡＰから送信されたデータ「ＤａｔａＰ１」の受信が終了すると、ＳＩＦＳ期間が経過するのを待って、ＡＣＫ信号をアクセスポイントＡＰに送信する（Ｔ９４１）。次に、無線端末Ａは、ＡＣＫ信号送信後、ＤＩＦＳ期間に自身が生成した乱数Ａ（但し、乱数Ａ＜乱数Ｐとする）を加算した期間が経過するのを待ち、その間に他の装置は信号を送信したか否かを確認する（Ｔ９４２）。無線端末Ａは、このＤＩＦＳ＋乱数Ａ期間中に、他の装置の信号を検出していないので、ＲＴＳ信号をアクセスポイントＡＰに送信する（Ｔ９４３）。それから、無線端末Ａは、ＳＩＦＳ期間が経過するのを待ち、それまでに自無線端末宛のＣＴＳ信号を受信したならば、該ＣＴＳ信号受信終了後、ＳＩＦＳ期間が経過してから、アクセスポイントＡＰに対してデータ「ＤａｔａＡ１」を送信し（Ｔ９４４）、アクセスポイントＡＰからＡＣＫ信号を受信する。

２-３．無線端末Ｂ
無線端末Ｂは、アクセスポイントＡＰのデータ「ＤａｔａＰ１」の送信が終了すると、、ＳＩＦＳ期間が経過するのを待って、他の装置からＡＣＫ信号が送信されるのを待つ（Ｔ９５１）。無線端末ＡからＡＣＫ信号が送出されるが、無線端末Ｂはこれを認識できない。無線端末Ｂは、他の装置からＡＣＫ信号が送信されたものと仮定し、ＡＣＫ信号終了推定時間の経過後（「ＤａｔａＰ１」終了からＳＩＦＳ期間+ＡＣＫ信号期間を経過した後）、ＤＩＦＳ期間に自身が生成した乱数Ｂ（但し、乱数Ｂ＜乱数Ｐとする）を加算した期間が経過するのを待ち、その間に他の装置が信号を送信したか否かを確認する（Ｔ９５２）。無線端末ＡからＲＴＳ信号が送出されているが、無線端末Ｂはこれを認識できない。無線端末Ｂは、ＲＴＳ信号をアクセスポイントＡＰに送信する（Ｔ９５３）。それから、無線端末Ｂは、ＳＩＦＳ期間を経過するのを待ち、それまでにアクセスポイントＡＰから自無線端末以外の無線端末宛のＣＴＳ信号が送信されたので、デュアレーション時間が経過するのを待つ（Ｔ９５４）。その後、ＤＩＦＳ期間＋乱数Ｂ期間が経過するのを待ち、その間に他の装置が信号を送信したか否かを確認する（Ｔ９５５）。無線端末Ｂは、このＤＩＦＳ＋乱数Ｂ期間中に、他の装置の信号を検出していないので、ＲＴＳ信号をアクセスポイントＡＰに送信する（Ｔ９５６）。

このように、ＲＴＳ/ＣＴＳでは、ＣＴＳ信号を受信した無線端末のみがアクセスポイントＡＰにデータを送信するので、アクセスポイントＡＰで混信が発生しない。

"Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications", ANSI/IEEE Std 802.11, 1999 Edition

上述したように、ＲＴＳ/ＣＴＳはアクセスポイントでの混信を防止できる利点を有する。しかし、ＲＴＳ/ＣＴＳでは、データの送信に先立って無線端末およびアクセスポイント間でＲＴＳ信号およびＣＴＳ信号のやり取りが生じるためオーバヘッドが大きい。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、オーバヘッドの少ない無線通信のアクセス制御技術を提供することにある。

また、本発明の第２の態様では、アクセスポイントが、複数の無線端末各々のデータ送信タイミングを規定するマルチキャストＣＴＳ（Clear to Send）を送信し、複数の無線端末各々が、マルチキャストＣＴＳを受信した場合に、当該マルチキャストＣＴＳで規定された自無線端末の送信タイミングに従ってアクセスポイント宛の通信フレームを送信する。

例えば、本発明の態様は、複数の無線端末と、アクセスポイントとを有する無線通信システムであって、
前記アクセスポイントは、
前記複数の無線端末にデータを送信する第１の送信手段と、
前記複数の無線端末からデータを受信する第１の受信手段と
を有し、
前記無線端末は、
前記アクセスポイントにデータを送信する第２の送信手段と、
前記アクセスポイントからデータを受信する第２の受信手段と
を有し、
前記第１の受信手段は、
所定時間毎に、前記複数の無線端末各々のデータ送信タイミングを規定するマルチキャストＣＴＳ（Clear to Send）を前記第１の送信手段に送信させて、前記複数の無線端末各々から通信フレームを受信し、
前記第２の送信手段は、
前記第２の受信手段がマルチキャストＣＴＳを受信した場合に、当該マルチキャストＣＴＳで規定された自無線端末の送信タイミングに従って前記アクセスポイント宛の通信フレームを送信し、
前記マルチキャストＣＴＳに含まれているデュアレーション期間は、
前記アクセスポイントに同時に接続可能な無線端末の台数に、無線端末１台あたりがデータを送信する期間として予め定めた期間を乗算することで得られる期間である。

本発明によれば、アクセスポイントは、複数の無線端末各々宛のデータを一つのマルチキャスト通信フレームに纏めて送信できる。したがって、複数の無線端末各々宛のデータを別個の通信フレームで送信する場合に比べ、フレームのプリアンブル等によるオーバヘッドを低減できる。また、本発明によれば、アクセスポイントは、一つのマルチキャストＣＴＳを用いて、複数の無線端末各々から通信フレームを受信できる。したがって、複数の無線端末各々との間で通信フレームの受信に先立ってＲＴＳ信号およびＣＴＳ信号のやり取りが生じる場合に比べ、オーバヘッドを低減できる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

<<第１実施形態>>
図１は本発明の第１実施形態が適用された無線ＬＡＮシステムの概略図である。

図示するように、本実施形態の無線ＬＡＮシステムは、アクセスポイント（ＡＰ）１と、ＡＰ１と無線通信を行う無線端末２と、ＡＰ１をインターネット等のネットワーク４に接続するためのルータ３と、を有する。

ＡＰ１は、自ＡＰの管轄エリアに存在する各無線端末２宛のデータが多重化されたマルチキャスト通信フレームを送信する。また、データの送信を許可する無線端末２を宛先とするＣＴＳ信号を送信し、該ＣＴＳ信号の宛先の無線端末２から当該無線端末２のデータを格納したユニキャスト通信フレームを受信する。さらに、ＡＰ１は、無線端末２から送信される登録要求信号を受信し、該信号の送信元を自ＡＰの管轄エリアに存在する無線端末２として管理すると共に、無線端末２から送信される登録解除要求信号を受信し、該信号の送信元を管理対象から外す。

一方、無線端末２は、ＡＰ１が送信したマルチキャスト通信フレームを受信して、当該フレームから自無線端末２宛のデータを抽出する。また、ＡＰ１から自無線端末２宛のＣＴＳ信号を受信した場合に、データを格納したユニキャスト通信フレームをＡＰ１に送信する。さらに、無線端末２は、接続先のＡＰ１に登録要求信号を送信する。また、接続を解除するＡＰ１に登録解除要求を送信する。

図２（Ａ）は無線端末２からＡＰ１に送信されるユニキャスト通信フレームを模式的に表した図である。図示するように、無線端末２からＡＰ１に送信される通信フレームは、プリアンブル５０１と、ヘッダ５０２と、ペイロード５０３と、パリティ５０４と、を有する。プリアンブル５０１は、無線変調信号を受信側で復調するためのトレーニング信号である。ヘッダ５０２は、フレームの種類や機能を示す制御信号と、他の装置に対して無線信号の伝送を禁止する時間を示すデュアレーション期間と、送信元アドレスと、を含む。パリティ５０４は、ヘッダ５０２およびペイロード５０３の伝送誤りを検出するための信号である。ペイロード５０３には、該通信フレームを送信した無線端末２の通話相手のユニキャストアドレス５０３１と、該通話相手に送信する送信データのデータ長５０３２と、該送信データ５０３３と、を有する。

図２（Ｂ）はＡＰ１から無線端末２に送信されるマルチキャスト通信フレームを模式的に表した図である。ここで、図２（Ａ）に示すユニキャスト通信フレームと同じものには同じ符号を付している。ＡＰ１から無線端末２に送信されるマルチキャスト通信フレームが、ペイロード５１３の構成が、無線端末２からＡＰ１に送信されるユニキャスト通信フレームのペイロード５０３と異なる。ペイロード５１３は、図示するように、ＡＰ１に接続する全ての無線端末２を宛先とすることを示すマルチキャストアドレス５１３１と、ＡＰ１に接続する無線端末２毎に設けられたデータユニット５１３２_１〜５１３２_ｎと、を有する。データユニット５１３２_１〜５１３２_ｎは、それぞれ、無線端末２のユニキャストアドレスおよび該無線端末２に送信する送信データのデータ長５１３３と、該送信データ５１３４と、を有する。

図２（Ｃ）はＡＰ１から無線端末２に送信されるＣＴＳ信号のフレームを模式的に表した図である。図示するように、ＣＴＳ信号フレームは、該フレームがＣＴＳ制御であることを示すＣＴＳフレーム制御５２１と、信号送信の待ち時間を示すデュアレーション期間５２２と、宛先アドレス（信号送信を許可する無線端末２のアドレス）５２３と、ＣＴＳフレーム制御５２１、デュアレーション期間５２２および宛先アドレス５２３の伝送誤りを検出するためのパリティ５２４と、を有する。ＣＴＳフレーム制御５２１およびデュアレーション期間５２２がＣＴＳ信号フレームのヘッダに相当する。

図２（Ｄ）は無線端末２からＡＰ１に送信される登録要求信号および登録解除要求信号のフレームを模式的に表した図である。図示するように、登録要求信号および登録解除要求信号のフレームは、該フレームが登録要求あるいは登録解除要求であることを示す要求種別５３１と、登録対象あるいは登録解除対象となる無線端末２のアドレス５３２と、要求種別５３１および宛先アドレス５３２の伝送誤りを検出するためのパリティ５３３と、を有する。要求種別５３１が登録要求信号フレームおよび登録解除要求信号フレームのヘッダに相当する。

図３はＡＰ１の概略図である。図示するように、ＡＰ１は、無線受信部１１と、無線送信部１２と、通信制御部１３と、有線ＩＦ（Interface）部１４と、アンテナ１５と、を有する。

無線受信部１１は、アンテナ１５を介して無線端末２からデータを受信し、該データを有線ＩＦ部１４に出力する。図示するように、無線受信部１１は、ＡＦＥ（Analog Front End）部１１１と、ＡＤ（Analog Digital）変換部１１２と、フレーム検出部１１３と、受信バッファ１１４と、を有する。

ＡＦＥ部１１１は、アンテナ１５を介して無線端末２から送信された電波を受信し、これをアナログ信号に変換する。ＡＤ変換部１１２は、ＡＦＥ部１１１が受信したアナログ信号をデジタル信号に変換し、フレーム検出部１１３に出力する。

フレーム検出部１１３は、ＡＤ変換部１１２より出力されたデジタル信号から信号フレームを検出する。検出した信号フレームが図２（Ａ）に示すユニキャスト通信フレームの場合は、検出したユニキャスト通信フレームからペイロード５０３を抽出して、受信バッファ１１４に出力する。一方、抽出した信号フレームが図２（Ｄ）に示す登録要求信号フレームあるいは登録解除要求信号フレームの場合は、該信号フレームを通信制御部１３に出力する。

受信バッファ１１４は、フレーム検出部１１３から受け取ったペイロード５０３をバッファリングし、それから該ペイロード５０３を、アドレスおよびデータ長を含むヘッダとデータとからなる受信データとして、有線ＩＦ部１４に出力する。

無線送信部１２は、送信バッファ１２１と、マルチキャスト通信フレーム生成部１２２と、ＤＡ変換部１２３と、ＡＦＥ部１２４と、を有する。

送信バッファ１２１は、アドレスおよびデータ長を含むヘッダとデータとからなる送信データを、有線ＩＦ部１４から受信してバッファリングする。

マルチキャスト通信フレーム生成部１２２は、通信制御部１３よりの指示に従い送信バッファ１２１に格納されている、自ＡＰ１の管轄エリアに存在する各無線端末２宛のデータを読み出して、これらの送信データとマルチキャストアドレスとをペイロードに格納した、図２（Ｂ）に示すようなマルチキャスト通信フレームを生成し、これをＤＡ変換部１２３に出力する。

ＤＡ変換部１２３は、マルチキャスト通信フレーム生成部１２２より出力されたマルチキャスト通信フレーム、および、通信制御部１３より出力されたＣＴＳ信号フレームをアナログ信号に変換する。ＡＦＥ部１２４は、ＤＡ変換部１２３より出力されたアナログ信号を電波に変換してアンテナ１５から送信する。

通信制御部１３は、端末管理部１３１と、通信指示部１３２と、ＣＴＳ生成部１３３と、を有する。

端末管理部１３１は、自ＡＰ１の管轄エリアに存在する無線端末２を管理するための端末管理テーブル（不図示）を備える。端末管理部１３１は、無線受信部１１より登録要求信号を受け取った場合に、該登録要求信号に含まれている無線端末２のアドレスを、該端末管理テーブルに追加する。また、無線受信部１１より登録解除要求信号を受け取った場合に、該登録解除要求信号に含まれている無線端末２のアドレスを、該端末管理テーブルから削除する。

図４は端末管理部１３１の動作を説明するためのフロー図である。

端末管理部１３１は、通信フレーム検出部１１３から登録要求信号フレームを受信すると（Ｓ１０１でＹＥＳ）、この登録要求信号フレームを解析して、送信元の無線端末２のアドレスを解析する。そして、該アドレスを端末管理テーブルに追加する（Ｓ１０２）。

それから、端末管理部１３１は、計測を行っているタイマＴＭ、ＴＵのうち、計測値が最小のタイマを特定する。そして、該タイマの計測値が所定時間ｔ１を経過しているか否かを調べる（Ｓ１０３）。ここで、タイマＴＭはマルチキャスト通信フレームの送信タイミングを検出するためのものであり、タイマＴＵｘはアドレスｘを持つ無線端末宛のＣＴＳ信号フレームの送信タイミングを検出するためのものである。なお、所定時間ｔ１は少なくともデュアレーション時間よりも長い時間に設定する。経過している場合は（Ｓ１０３でＹＥＳ）、登録要求信号フレームの送信元の無線端末２のアドレスｘに対応付けたタイマＴＵｘを設定し、該タイマＴＵｘの計測を開始する（Ｓ１０４）。経過していない場合は（Ｓ１０３でＮＯ）、経過するのを待つ。それから、登録要求信号フレームの送信元の無線端末２のアドレスｘに対応付けたタイマＴＵｘを設定し、該タイマＴＵｘの計測を開始する（Ｓ１０４）。

次に、端末管理部１３１は、タイマＴＭが停止中であるか否かを調べる（Ｓ１０５）、停止中の場合は（Ｓ１０５でＹＥＳ）、計測を行っているタイマＴＵのうち、計測値が最小のタイマを特定する。そして、該タイマの計測値が所定時間ｔ１を経過しているか否かを調べる（Ｓ１０６）。経過している場合は（Ｓ１０６でＹＥＳ）、タイマＴＭの計測を開始する（Ｓ１０７）。経過していない場合は（Ｓ１０６でＮＯ）、経過するのを待つ。それから、タイマＴＭの計測を開始する（Ｓ１０７）。

また、端末管理部１３１は、通信フレーム検出部１１３から登録解除要求信号フレームを受信すると（Ｓ１１１でＹＥＳ）、この登録解除要求信号フレームを解析して、送信元の無線端末２のアドレスｘを解析する。そして、該アドレスｘを端末管理テーブルから削除する（Ｓ１１２）。また、該アドレスｘを持つ無線端末２に対応付けられて設けられているタイマＴＵｘの計測を停止する（Ｓ１１３）。それから、端末管理部１３１は、端末管理テーブルに登録されている無線端末２のアドレス毎に設けられたタイマＴＵが全て停止中であるか否かを調べる（Ｓ１１４）。全て停止中の場合は（Ｓ１１４でＹＥＳ）、タイマＴＭの計測を停止する（Ｓ１１５）。

図３に戻って説明を続ける。通信指示部１３２は、定期的に（送信データが音声の場合は例えば２０ｍｓ毎に）、端末管理部１３１の端末管理テーブルにアドレスが登録されている各無線端末２を宛先とするマルチキャスト通信フレームの作成を無線送信部１２に指示する。また、通信指示部１３２は、端末管理部１３１の端末管理テーブルにアドレスが登録されている無線端末２各々に対して、定期的に（送信データが音声の場合は例えば２０ｍｓ毎に）、ＣＴＳ信号フレームの作成をＣＴＳ生成部１３３に指示する。なお、ＣＴＳ信号フレームの作成指示は、該ＣＴＳ信号フレームに応答して無線端末２が送信するユニキャスト通信フレームが、他の無線端末２が送信するユニキャスト通信フレームおよびＡＰ１が送信するマルチキャスト通信フレームと混信しないタイミングで行う。

図５は通信指示部１３２の動作を説明するためのフロー図である。

通信指示部１３２は、端末管理部１３１によって設定された計測中のタイマＴＭ、ＴＵのうち、所定時間ｔ２を経過したタイマを検出すると（Ｓ２０１でＹＥＳ）、該タイマが端末管理テーブルに登録されているいずれかの無線端末２のアドレスｘに対応付けられたタイマＴＵｘであるならばＳ２０３に進み、一方、タイマＴＭであるならばＳ２０５に進む（Ｓ２０２）。ここで、所定時間ｔ２は通信品質によって定まる。例えば通信対象のデータが音声データの場合は２０ｍｓとなる。

Ｓ２０３において、通信指示部１３２は、所定時間ｔ２を経過したタイマＴＵｘに対応付けられているアドレスｘを伴うＣＴＳ生成指示をＣＴＳ生成部１３３に通知する。これを受けて、ＣＴＳ生成部１３３は、該アドレスｘを宛先とする図２（Ｃ）に示すようなＣＴＳ信号フレームを生成する。このＣＴＳ信号フレームは、ＤＡ変換部１２２でアナログ信号に変換された後、ＡＦＥ部１２１から無線送信される。次に、通信指示部１３２は、所定時間ｔ２を経過したタイマＴＵｘの計測値を０にリセットする（Ｓ２０４）。その後、Ｓ２０１に戻る。

Ｓ２０５において、通信指示部１３２は、端末管理テーブルに登録されている各無線端末２のアドレスを伴うマルチキャスト通信フレーム生成指示をマルチキャスト通信フレーム生成部１２３に指示する。これを受けて、マルチキャスト通信フレーム生成部１２３は、送信バッファ１２４からマルチキャスト通信フレーム生成指示に付加されているアドレス各々の送信データ（１つのアドレスについて複数の送信データが送信バッファ１２４に格納されている場合は最先の送信データ）を送信バッファ１２４から読み出す。そして、これらの送信データを格納した図２（Ａ）に示すようなマルチキャスト通信フレームを生成する。このマルチキャスト通信フレームは、ＤＡ変換部１２２でアナログ信号に変換された後、ＡＦＥ部１２１から無線送信される。次に、通信指示部１３２は、所定時間ｔ２を経過したタイマＴＭの計測値を０にリセットする（Ｓ２０４）。その後、Ｓ２０１に戻る。

図３に戻って説明を続ける。ＣＴＳ生成部１３３は、通信指示部１３２より受け取ったＣＴＳ信号フレームの作成指示に従い、該指示で指定されている無線端末２のアドレスを宛先とする、図２（Ｃ）に示すようなＣＴＳ信号フレームを生成し、これを無線送信部１２に出力する。

有線ＩＦ部１４は、無線受信部１１より受信したデータをルータ３に出力する。また、ルータ３より受信した自ＡＰ１の管轄エリアに存在する各無線端末２宛のデータを無線送信部１２に出力する。

図６は無線端末２の概略図である。図示するように、無線端末２は、無線受信部２１と、無線送信部２２と、通信制御部２３と、アプリケーション処理部２４と、アンテナ２５と、を有する。

無線受信部２１は、アンテナ２５を介してＡＰ１からデータを受信して、アプリケーション処理部２４に出力する。図示するように、無線受信部２１は、ＡＦＥ部２１１と、ＡＤ変換部２１２と、フレーム検出部２１３と、受信バッファ２１４と、を有する。

ＡＦＥ部２１１は、アンテナ２５を介してＡＰ１から送信された電波を受信し、これをアナログ信号に変換する。ＡＤ変換部２１２は、ＡＦＥ部２１１が受信したアナログ信号をデジタル信号に変換し、フレーム検出部２１３に出力する。

フレーム検出部２１３は、ＡＤ変換部２１２より出力されたデジタル信号から信号フレームを検出する。検出した信号フレームが図２（Ｂ）に示すマルチキャスト通信フレームの場合は、該通信フレームのペイロード５１３から自無線端末２のアドレスを持つデータユニット５１３２を抽出して、受信バッファ２１４に出力する。一方、抽出した信号フレームが図２（Ｃ）に示すＣＴＳ信号フレームである場合は、該信号フレームを通信制御部２３に出力する。

受信バッファ２１４は、フレーム検出部２１３から受け取ったデータユニット５１３２をバッファリングし、それから該データユニット５１３２を、アドレスおよびデータ長を含むヘッダとデータとからなる受信データとして、アプリケーション処理部２４に出力する。

無線送信部２２は、送信バッファ２２１と、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２と、ＤＡ変換部２２３と、ＡＦＥ部２２４と、を有する。

送信バッファ２２１は、アドレスおよびデータ長を含むヘッダとデータとからなる送信データを、アプリケーション処理部２４から受信してバッファリングする。

ユニキャスト通信フレーム生成部２２２は、通信制御部２３よりの指示に従い送信バッファ２２１に格納されている送信データを読み出して、該送信データをペイロードに格納した、図２（Ａ）に示すようなユニキャスト通信フレームを生成し、これをＤＡ変換部２２３に出力する。

ＤＡ変換部２２３は、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２より出力されたユニキャスト通信フレーム、および、通信制御部２３より出力された登録要求信号フレーム、登録解除要求信号フレームをアナログ信号に変換する。ＡＦＥ部２２４は、ＤＡ変換部２２３より出力されたアナログ信号を電波に変換してアンテナ２５から送信する。

通信制御部２３は、ＡＰ選定部２３１と、通信タイミング管理部２３２と、登録/解除要求生成部２３３と、を有する。

ＡＰ選定部２３１は、ＡＦＥ部２１１で検出されたＡＰ１各々の受信電波強度（各ＡＰ１はそれぞれ異なるキャリア周波数を用いているものとする）に基づいて接続先のＡＰ１を選定する。選定されたＡＰ１に接続するようにＡＦＥ部２１１、２１４を設定する。これにより、ＡＦＥ２１１は、ＡＰ選定部２３１により設定されたＡＰ１のキャリア周波数で受信電波を復調して、該ＡＰ１より送信された信号を受信する。また、ＡＦＥ２２４は、ＡＰ選定部２３１により設定されたＡＰ１のキャリア周波数でＤＡ変換部２２３より出力されたアナログ信号を変調して、アンテナ２５から接続先のＡＰ１に電波を送信する。

通信タイミング管理部２３２は、ＡＰ１を宛先とするユニキャスト通信フレームの作成を無線送信部２２に指示する。また、通信タイミング指示部２３２は、登録要求信号フレームおよび登録解除要求信号フレームの作成を登録／解除要求生成部２３３に指示する。なお、登録要求信号フレームおよび登録解除要求信号フレームの作成指示は、ＡＰ１および他の無線端末２から送信される信号と混信しないタイミングで行う。

図７は通信タイミング管理部２３２の動作を説明するための図である。

通信タイミング管理部２３２は、フレーム検出部２１３からＣＴＳ信号フレームを受け付けると（Ｓ３０１）、該ＣＴＳ信号フレームを解析して、その宛先アドレスが自無線端末２であるか否かを調べる（Ｓ３０２）。自無線端末２の場合は（Ｓ３０２でＹＥＳ）、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２にユニキャスト通信フレームの生成を指示する（Ｓ３０３）。これを受けて、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２は、ＳＩＦＳ期間を経過するのを待って送信バッファ１２４から送信データを読み出す。そして、該送信データを格納した図２（Ａ）に示すようなユニキャスト通信フレームを生成する。このユニキャスト通信フレームは、ＤＡ変換部２２３でアナログ信号に変換された後、ＡＦＥ部２２４から無線送信される。その後、通信タイミング管理部２３２は、該ＣＴＳ信号フレームで指定されているデュアレーション期間を経過するのを待ち（Ｓ３０４）、それから、Ｓ３０１に戻る。

また、通信タイミング管理部２３２は、アプリケーション処理部２４から通信開始の指示を受け付けると（Ｓ３１１）、乱数を生成して、該乱数に応じた期間中に無線受信部２１（ＡＦＥ部２１１）が接続先のＡＰ１のキャリアを検出したか否かを判断し（Ｓ３１２）、該キャリアを検出していない場合は（Ｓ３１２でＮＯ）、登録／解除要求生成部２３３に登録要求の生成を指示する（Ｓ３１３）。これを受けて、登録／解除要求生成部２３３は、図２（Ｄ）に示すような登録要求信号フレームを生成する。この登録要求信号フレームは、ＤＡ変換部２２３でアナログ信号に変換された後、ＡＦＥ部２２４から無線送信される。その後、Ｓ３０１に戻る。

また、通信タイミング管理部２３２は、アプリケーション処理部２４から通信終了の指示を受け付けると（Ｓ３２１）、乱数を生成して、該乱数に応じた期間中に無線受信部２１（ＡＦＥ部２１１）が接続先のＡＰ１のキャリアを検出したか否かを判断し（Ｓ３２２）、該キャリアを検出していない場合は（Ｓ３２２でＮＯ）、登録／解除要求生成部２３３に登録解除要求の生成を指示する（Ｓ３２３）。これを受けて、登録／解除要求生成部２３３は、図２（Ｄ）に示すような登録解除要求信号フレームを生成する。この登録解除要求信号フレームは、ＤＡ変換部２２３でアナログ信号に変換された後、ＡＦＥ部２２４から無線送信される。その後、Ｓ３０１に戻る。

図３に戻って説明を続ける。登録／解除要求生成部２３３は、上述したように、通信タイミング指示部２３２より受け取った登録要求通信フレームあるいは登録解除要求通信フレームの作成指示に従い、ＡＰ１を宛先とする、図２（Ｄ）に示すような登録要求通信フレームあるいは登録解除要求通信フレームを生成し、これを無線送信部２２に出力する。

アプリケーション処理部２４は、通信相手への送信データを生成して無線送信部１２に出力すると共に、通信相手からの受信データを無線受信部２１から受け付ける。また、アプリケーション処理部２４は、通信相手とのデータ送受の開始に先立って、通信開始の指示を通信制御部２３に出力する。また、通信相手とのデータ送受を終了する場合には、通信終了の指示を通信制御部２３に出力する。アプリケーション処理部２４は、例えばＶｏＩＰ処理を行うプログラムによって実現される。

上述したＡＰ１は、例えば図８に示すような、ＣＰＵ５１と、プログラムが記憶されているプログラムメモリ５２と、データが記憶されているデータメモリ５３と、例えば有線ＬＡＮを介して通信を行なう有線ＩＦ５４と、無線ＬＡＮを介して無線端末２と通信を行なう無線ＩＦ５５と、これら各構成要素５１〜５５を相互接続する内部バス５７と、を有するコンピュータシステムにおいて、ＣＰＵ５１がプログラムメモリ５２に記憶されているプログラムを実行することで実現される。この場合、端末管理部１３１が保持する端末管理テーブルにはデータメモリ５３が、有線ＩＦ部１４には有線ＩＦ５４が、そして、無線受信部１１および無線送信部１２には無線ＩＦ５５が用いられる。

また、無線端末２は、図８において、有線ＩＦ５４の代わりに、キーボード、マウス、マイク、ディスプレイ、スピーカなどの入出力装置が設けられたコンピュータシステムにおいて、ＣＰＵ５１がプログラムメモリ５２に記憶されているプログラムを実行することで実現される。この場合、無線受信部２１および無線送信部２２には無線ＩＦ５５が用いられる。

次に、上記構成の無線ＬＡＮシステムの動作を説明する。

図９は本発明の第１実施形態が適用された無線ＬＡＮシステムにおけるデータのやり取りを説明するための図である。ここでは、ＡＰ１に２つの無線端末２（端末Ａ、端末Ｂ）が接続する場合を例にとり説明する。

ＡＰ１において、通信指示部１３２は、マルチキャスト通信フレーム送信タイミングを計測するタイマＴＭが所定時間ｔ２（通信品質によって定まる時間、例えば通信対象のデータが音声データの場合は２０ｍｓ）を経過したことを検出すると、マルチキャスト通信フレーム生成部１２２にマルチキャスト通信フレームの生成指示を出力する。これを受けて、マルチキャスト通信フレーム生成部１２２は、端末Ａ宛のデータユニット５１３２を含むマルチキャスト通信フレームを生成し、ＤＡ変換部１２３、ＡＦＥ部１２４を介して、アンテナ１５から送信する（Ｔ１０１）。端末Ａは、このマルチキャスト通信フレームを受信し、該通信フレームのペイロード５１３から自端末Ａ宛のデータユニット５１３２を抽出する。

また、ＡＰ１において、通信指示部１３２は、端末Ａ宛のＣＴＳ信号フレーム送信タイミングを計測するタイマＴＵａが所定時間ｔ２を経過したことを検出すると、ＣＴＳ生成部１３３にＣＴＳ信号フレームの生成指示を出力する。これを受けて、ＣＴＳ生成部１３３は、端末Ａ宛のＣＴＳ信号フレームを生成し、ＤＡ変換部１２３、ＡＦＥ部１２４を介して、アンテナ１５から送信する（Ｔ１０２）。

ＡＰ１に接続中の端末Ａにおいて、通信タイミング管理部２３２は、無線受信部２１から自端末Ａ宛のＣＴＳ信号フレームを受信すると、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２にユニキャスト通信フレームの生成指示を出力する。これを受けて、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２は、送信データ含むユニキャスト通信フレームを生成し、ＤＡ変換部２２３、ＡＦＥ部２２４を介して、アンテナ２５から送信する（Ｔ２０１）。ＡＰ１は、このユニキャスト通信フレームを受信し、該通信フレームのペイロード５０３から受信データを抽出する。

ＡＰ１に未接続の端末Ｂにおいて、アプリケーション処理部２４から通信開始を指示された通信タイミング管理部２３２は、無線受信部２１から他端末宛のＣＴＳ信号フレームを受信すると、該ＣＴＳ信号フレームで規定されているデュアレーション期間ｔ１を経過するのを待ち、その後、ＡＰ１および他の端末が信号を出力していないことを確認してから、登録／解除要求生成部２３３に登録要求信号フレームの生成を指示する。これを受けて、登録／解除要求生成部２３３は、登録要求信号フレームを生成し、ＤＡ変換部２２３、ＡＦＥ部２２４を介して、アンテナ２５から送信する（Ｔ３０１）。ＡＰ１は、この登録要求信号フレームを受信し、端末Ｂを端末管理テーブルに追加すると共に、端末Ｂに対応付けたタイマＴＵｂを設定し、このタイマＴＵｂの計測を開始する（Ｔ１０３）。

ＡＰ１に接続中の端末Ａにおいて、通信タイミング管理部２３２は、アプリケーション処理部２４から通信終了を指示されると、無線受信部２１から受信したＣＴＳ信号フレームで規定されているデュアレーション期間ｔ１を経過していること、および、ＡＰ１および他の端末が信号を出力していないことを確認してから、登録／解除要求生成部２３３に登録解除要求信号フレームの生成を指示する。これを受けて、登録／解除解除要求生成部２３３は、登録解除要求信号フレームを生成し、ＤＡ変換部２２３、ＡＦＥ部２２４を介して、アンテナ２５から送信する（Ｔ２０２）。ＡＰ１は、この登録解除要求信号フレームを受信し、端末Ａを端末管理テーブルから削除すると共に、端末Ａに対応付けたタイマＴＵａの計測を終了する（Ｔ１０４）。

また、ＡＰ１において、通信指示部１３２は、マルチキャスト通信フレーム送信タイミングを計測するタイマＴＭが所定時間ｔ２を経過したことを検出すると、マルチキャスト通信フレーム生成部１２２にマルチキャスト通信フレームの生成指示を出力する。これを受けて、マルチキャスト通信フレーム生成部１２２は、端末Ｂ宛のデータユニット５１３２を含むマルチキャスト通信フレームを生成し、ＤＡ変換部１２３、ＡＦＥ部１２４を介して、アンテナ１５から送信する（Ｔ１０５）。端末Ｂは、このマルチキャスト通信フレームを受信し、該通信フレームのペイロード５１３から自端末Ｂ宛のデータユニット５１３２を抽出する。

また、ＡＰ１において、通信指示部１３２は、端末Ｂ宛のＣＴＳ信号フレーム送信タイミングを計測するタイマＴＵｂが所定時間ｔ２を経過したことを検出すると、ＣＴＳ生成部１３３にＣＴＳ信号フレームの生成指示を出力する。これを受けて、ＣＴＳ生成部１３３は、端末Ｂ宛のＣＴＳ信号フレームを生成し、ＤＡ変換部１２３、ＡＦＥ部１２４を介して、アンテナ１５から送信する（Ｔ１０６）。

ＡＰ１に接続中の端末Ｂにおいて、通信タイミング管理部２３２は、無線受信部２１から自端末Ｂ宛のＣＴＳ信号フレームを受信すると、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２にユニキャスト通信フレームの生成指示を出力する。これを受けて、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２は、送信データ含むユニキャスト通信フレームを生成し、ＤＡ変換部２２３、ＡＦＥ部２２４を介して、アンテナ２５から送信する（Ｔ３０２）。ＡＰ１は、このユニキャスト通信フレームを受信し、該通信フレームのペイロード５０３から受信データを抽出する。

以上、本発明の第１実施形態について説明した。

本実施形態によれば、ＡＰ１は、複数の無線端末２各々宛のデータを一つのマルチキャスト通信フレームに纏めて送信できる。したがって、複数の無線端末Ａ各々宛のデータを別個のユニキャスト通信フレームで送信する場合に比べ、フレームのプリアンブル等によるオーバヘッドを低減できる。

<<第２実施形態>>
本実施形態の無線ＬＡＮシステムは、第１実施形態の無線ＬＡＮシステムにおいて、一つのマルチキャストＣＴＳを用いて、複数の無線端末２各々から通信フレームを受信できるようにしている。なお、本実施形態の無線ＬＡＮシステムの概略構成は、図１に示す第１実施形態の無線ＬＡＮシステムと基本的に同様である。但し、ＡＰ１および無線端末２の動作が一部異なる。

本実施形態のＡＰ１は、通信制御部１３での処理が異なるのを除き、基本的に第１実施形態のものと同様である。第１実施形態との区別のために、通信制御部１３を構成する端末管理部１３１、通信指示部１３２およびＣＴＳ生成部１３３を、本実施形態では端末管理部１３１Ａ、通信指示部１３２ＡおよびＣＴＳ生成部１３３Ａと呼ぶこととする。

端末管理部１３１Ａは、自ＡＰ１の管轄エリアに存在する無線端末２を管理するための端末管理テーブル（不図示）を備える。端末管理部１３１Ａは、無線受信部１１より登録要求信号を受け取った場合に、該登録要求信号に含まれている無線端末２のアドレスを、該端末管理テーブルに追加する。また、無線受信部１１より登録解除要求信号を受け取った場合に、該登録解除要求信号に含まれている無線端末２のアドレスを、該端末管理テーブルから削除する。

図１０は端末管理部１３１Ａの動作を説明するためのフロー図である。

端末管理部１３１Ａは、通信フレーム検出部１１３から登録要求信号フレームを受信すると（Ｓ１２１でＹＥＳ）、この登録要求信号フレームを解析して、送信元の無線端末２のアドレスを解析する。そして、該アドレスを端末管理テーブルに追加する（Ｓ１２２）。それから、端末管理部１３１Ａは、タイマＴＭ、ＴＵが計測中であるか否かを調べる（Ｓ１２３）。ここで、タイマＴＭはマルチキャスト通信フレームの送信タイミングを検出するためのものであり、タイマＴＵはマルチキャストＣＴＳ信号フレームの送信タイミングを検出するためのものである。端末管理部１３１Ａは、タイマＴＭ、ＴＵが計測中でない場合（Ｓ１２３でＮＯ）、タイマＴＵをリセットして計測を開始する（Ｓ１２４）。それから、所定時間ｔ３を経過するのを待って（Ｓ１２５）、タイマＴＭをリセットして計測を開始する（Ｓ１２６）。なお、所定時間ｔ３は少なくともデュアレーション時間よりも長い時間に設定する。

また、端末管理部１３１Ａは、通信フレーム検出部１１３から登録解除要求信号フレームを受信すると（Ｓ１３１でＹＥＳ）、この登録解除要求信号フレームを解析して、送信元の無線端末２のアドレスｘを解析する。そして、該アドレスｘを端末管理テーブルから削除する（Ｓ３１２）。それから、端末管理部１３１Ａは、端末管理テーブルに登録されている無線端末２があるか否かを調べる（Ｓ１３３）。端末管理テーブルに登録されている無線端末２が存在しない場合は、タイマＴＵ、ＴＭの計測を中止する（Ｓ１３４）。

通信指示部１３２Ａは、定期的に（送信データが音声の場合は例えば２０ｍｓ毎に）、端末管理部１３１Ａの端末管理テーブルにアドレスが登録されている各無線端末２を宛先とするマルチキャスト通信フレームの作成を無線送信部１２に指示する。また、通信指示部１３２Ａは、定期的に（受信データが音声の場合は例えば２０ｍｓ毎に）、端末管理部１３１Ａの端末管理テーブルにアドレスが登録されている全ての無線端末２に対するマルチキャストＣＴＳ信号フレームの作成をＣＴＳ生成部１３３Ａに指示する。

なお、本実施形態で用いるマルチキャストＣＴＳ信号フレームは、図２（Ｃ）に示すＣＴＳ信号フレームと基本的に同様である。但し、デュアレーション期間５２２は、無線端末１台当たりのデュアレーション期間に、ＡＰ１に対する無線端末２の最大同時接続数を乗算することで得られる期間となる。また、宛先アドレス５２３は、端末管理部１３１Ａの端末管理テーブルにアドレスが登録されている全ての無線端末２各々のユニキャスト通信フレームの送信順番が記述される。

図１１はマルチキャストＣＴＳ信号フレームの宛先アドレスを模式的に表した図である。ＩＥＥＥ８０２．１１によれば、ＣＴＳ信号フレームがユニキャストの場合、宛先アドレスには、宛先の無線端末２のＭＡＣアドレス（４８ビット）が記述される。また、ＣＴＳ信号フレームがマルチキャストの場合、固定値の上位２５ビットと、マルチキャストＩＰアドレスの下位２３ビットとからなるビット列（４８ビット）が記述される。なお、マルチキャストのＩＰアドレスは上位４ビットがマルチキャストであることを示す固定値"１１１０"であり、下位２８ビットは（全て"０"などの一部の予約値を除いて）自由に設定できる。本実施形態のマルチキャストＣＴＳ信号フレームは、上述のＩＥＥＥ８０２．１１が想定しているマルチキャストＣＴＳ信号フレームと区別できるようにするために、例えば図１１に示す宛先アドレスの構成を採用する。

すなわち、上位２５ビットは、ＩＥＥＥ８０２．１１が規定しているマルチキャストＣＴＳ信号フレームの宛先アドレスと同様の固定値とする（１１０１）。また、２６ビット目を"０"に固定する（１１０２）。そして、残りの２７ビット目〜４８ビット目の各々を無線端末２に割り当てる（１１０３）。ビット値"０"の場合に、該ビットに割り当てられた無線端末２へのＣＴＳ発行「無し」とし、ビット値"１"の場合に、該ビットに割り当てられた無線端末２へのＣＴＳ発行「有り」とする。なお、２７ビット目〜４８ビット目の各ビットに割り当てられている無線端末２の特定は、ビット位置と無線端末２のアドレスとの対応を示すアドレス管理テーブルをＡＰ１の通信指示部１３２Ａに予め登録しておき、このアドレス管理テーブルに従って行なうようにしてもよい。あるいは、無線端末２が送信する登録要求あるいは登録解除要求に、自無線端末２に割り当てるビット位置あるいは割り当てたビット位置を含め、通信指示部１３２Ａが無線受信部１１から受信した登録要求あるいは登録解除要求の送信元アドレスと、該登録要求あるいは登録解除要求に含まれているビット位置とに基づいて、アドレス管理テーブルに、ビット位置と無線端末２のアドレスとの対応を追加あるいは削除するようにしてもよい。

図１２は通信指示部１３２Ａの動作を説明するためのフロー図である。

通信指示部１３２Ａは、端末管理部１３１によって設定された計測中のタイマＴＭ、ＴＵのいずれかが所定時間ｔ４を経過したことを検出すると（Ｓ２１１でＹＥＳ）、該タイマがタイマＴＵであるならばＳ２１３に進み、一方、タイマＴＭであるならばＳ２１５に進む（Ｓ２１２）。ここで、所定時間ｔ４は通信品質によって定まる。例えば通信対象のデータが音声データの場合は、２０ｍｓ×（ＡＰ１に対する無線端末２の最大同時接続数）となる。

Ｓ２１３において、通信指示部１３２Ａは、端末管理テーブルに登録されているアドレス各々について、例えば上述のアドレス管理テーブルを用いて、当該アドレスを持つ無線端末２に割り当てられている宛先アドレス（４８ビット）のビット位置を特定する。そして、特定した宛先アドレスの各ビット位置をＣＴＳ生成部１３３Ａに通知して、マルチキャストＣＴＳ信号フレームの生成を指示する。これを受けて、ＣＴＳ生成部１３３Ａは、通信指示部１３２Ａより通知された宛先アドレスの各ビット位置のビットがＣＴＳ発行「有り」を示すビット値に設定されたマルチキャストＣＴＳ信号フレームを生成する（図２（Ｃ）、図１１参照）。このＣＴＳ信号フレームは、ＤＡ変換部１２２でアナログ信号に変換された後、ＡＦＥ部１２１から無線送信される。次に、通信指示部１３２Ａは、タイマＴＵの計測値を０にリセットする（Ｓ２１４）。その後、Ｓ２１１に戻る。

Ｓ２１５において、通信指示部１３２Ａは、端末管理テーブルに登録されている各無線端末２のアドレスを伴うマルチキャスト通信フレーム生成指示をマルチキャスト通信フレーム生成部１２３に指示する。これを受けて、マルチキャスト通信フレーム生成部１２３は、送信バッファ１２４からマルチキャスト通信フレーム生成指示に付加されているアドレス各々の送信データ（１つのアドレスについて複数の送信データが送信バッファ１２４に格納されている場合は最先の送信データ）を送信バッファ１２４から読み出す。そして、これらの送信データを格納した図２（Ａ）に示すようなマルチキャスト通信フレームを生成する。このマルチキャスト通信フレームは、ＤＡ変換部１２２でアナログ信号に変換された後、ＡＦＥ部１２１から無線送信される。次に、通信指示部１３２は、タイマＴＭの計測値を０にリセットする（Ｓ２１６）。その後、Ｓ２１１に戻る。

ＣＴＳ生成部１３３Ａは、通信指示部１３２Ａより受け取ったマルチキャストＣＴＳ信号フレームの作成指示に従い、該指示で指定されている各ビット位置がＣＴＳ発行「有り」を示すビット値に設定されたマルチキャストＣＴＳ信号フレームを生成し、これを無線送信部１２に出力する。

本実施形態の無線端末２は、通信制御部２３での処理が異なるのを除き、基本的に第１実施形態のものと同様である。第１実施形態との区別のために、通信制御部２３を構成する通信タイミング管理部２３２、登録/解除要求生成部２３３およびＡＰ選定部２３１を、本実施形態では通信タイミング管理部２３２Ａ、登録/解除要求生成部２３３ＡおよびＡＰ選定部２３１Ａと呼ぶこととする。

ＡＰ選定部２３１Ａは、第１実施形態のＡＰ選定部２３１と同様の処理を行う。すなわち、ＡＦＥ部２１１で検出されたＡＰ１各々の受信電波強度（各ＡＰ１はそれぞれ異なるキャリア周波数を用いているものとする）に基づいて接続先のＡＰ１を選定し、選定したＡＰ１に接続するようにＡＦＥ部２１１、２１４を設定する。

通信タイミング管理部２３２Ａは、マルチキャストＣＴＳ信号フレームを解析して、ＡＰ１を宛先とするユニキャスト通信フレームの通信タイミングを決定し、該通信タイミングでユニキャスト通信フレームの作成を無線送信部２２に指示する。また、通信タイミング管理部２３２Ａは、マルチキャストＣＴＳ信号フレームの宛先アドレスを構成するビット列中の、自無線端末２に割り当てるビットのビット位置を、登録／解除要求生成部２３３Ａに通知して、登録要求信号フレームおよび登録解除要求信号フレームの作成を指示する。

図１３は通信タイミング管理部２３２Ａの動作を説明するための図である。

通信タイミング管理部２３２Ａは、フレーム検出部２１３からマルチキャストＣＴＳ信号フレームを受け付けると（Ｓ３５１）、該マルチキャストＣＴＳ信号フレームを解析して、宛先アドレスを構成するビット列中の自無線端末２に割り当てたビットのビット値がＣＴＳ発行「有り」であるか否かを調べる（Ｓ３５２）。ＣＴＳ発行「有り」の場合は（Ｓ３５２でＹＥＳ）、該宛先アドレスを構成するビット列中の、自無線端末２に割り当てたビットのビット位置に応じた期間（対応期間）を経過するのを待ち（Ｓ３５３）、それから、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２にユニキャスト通信フレームの生成を指示する（Ｓ３５４）。ここで、ビット位置に応じた期間とは、ビット位置により定まる無線端末２の順番に、無線端末１台当たりのデュアレーション期間を乗じることで得られる期間である。上述したように、本実施形態では、マルチキャストＣＴＳ信号フレームの宛先アドレスを構成する４８ビットの２７ビット目に１番目の無線端末２を割り当て、２８ビット目に２番目の無線端末２を割り当て、そして、４８ビット目に２２番目の無線端末２に割り当てるようにしている。さて、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２は、通信タイミング管理部２３２Ａからユニキャスト通信フレームの生成指示を受け付けると、ＳＩＦＳ期間を経過するのを待って送信バッファ１２４から送信データを読み出す。そして、該送信データを格納した図２（Ａ）に示すようなユニキャスト通信フレームを生成する。このユニキャスト通信フレームは、ＤＡ変換部２２３でアナログ信号に変換された後、ＡＦＥ部２２４から無線送信される。その後、通信タイミング管理部２３２は、該マルチキャストＣＴＳ信号フレームで指定されているデュアレーション期間５２２から上記のビット位置に応じた期間を差し引いた期間（残り期間）を経過するのを待ち（Ｓ３５５）、それから、Ｓ３５１に戻る。

また、通信タイミング管理部２３２Ａは、アプリケーション処理部２４から通信開始の指示を受け付けると（Ｓ３６１）、乱数を生成して、該乱数に応じた期間中に無線受信部２１（ＡＦＥ部２１１）が接続先のＡＰ１のキャリアを検出したか否かを判断し（Ｓ３６２）、該キャリアを検出していない場合は（Ｓ３６２でＮＯ）、登録／解除要求生成部２３３に登録要求の生成を指示する（Ｓ３６３）。これを受けて、登録／解除要求生成部２３３は、図２（Ｄ）に示すような登録要求信号フレームを生成する。但し、登録要求信号フレームの要求種別５３１あるいはアドレス５３２に、マルチキャストＣＴＳ信号フレームの宛先アドレスを構成するビット列中の、自無線端末２に割り当てるビットのビット位置を含める。このビット位置は、他の無線端末２と重ならないように決定して予め登録/解除要求生成部２３３に設定しておいてもよいし、あるいは、通信タイミング管理部２３２Ａが、マルチキャストＣＴＳ信号フレームを解析して、宛先アドレスを構成するビット列中のビット値がＣＴＳ発行「無し」に設定されているビット位置を調べ、該ビット位置を、自無線端末２に割り当てるビットのビット位置として、登録/解除要求生成部２３３に通知するようにしてもよい。この登録要求信号フレームは、ＤＡ変換部２２３でアナログ信号に変換された後、ＡＦＥ部２２４から無線送信される。その後、Ｓ３５１に戻る。

また、通信タイミング管理部２３２Ａは、アプリケーション処理部２４から通信終了の指示を受け付けると（Ｓ３７１）、乱数を生成して、該乱数に応じた期間中に無線受信部２１（ＡＦＥ部２１１）が接続先のＡＰ１のキャリアを検出したか否かを判断し（Ｓ３７２）、該キャリアを検出していない場合は（Ｓ３７２でＮＯ）、登録／解除要求生成部２３３に登録解除要求の生成を指示する（Ｓ３７３）。これを受けて、登録／解除要求生成部２３３は、図２（Ｄ）に示すような登録解除要求信号フレームを生成する。但し、登録要求信号フレームの要求種別５３１あるいはアドレス５３２に、マルチキャストＣＴＳ信号フレームの宛先アドレスを構成するビット列中の、自無線端末２に割り当てられているビットのビット位置を含める。この登録解除要求信号フレームはＤＡ変換部２２３でアナログ信号に変換された後、ＡＦＥ部２２４から無線送信される。その後、Ｓ３５１に戻る。

次に、上記構成の無線ＬＡＮシステムの動作を説明する。

図１４は本発明の第２実施形態が適用された無線ＬＡＮシステムにおけるデータのやり取りを説明するための図である。ここでは、ＡＰ１に２つの無線端末２（端末Ａ、端末Ｂ）が接続する場合を例にとり説明する。

ＡＰ１において、通信指示部１３２Ａは、マルチキャスト通信フレーム送信タイミングを計測するタイマＴＭが所定時間ｔ４（通信品質によって定まる時間、例えば通信対象のデータが音声データの場合は２０ｍｓ）を経過したことを検出すると、マルチキャスト通信フレーム生成部１２２にマルチキャスト通信フレームの生成指示を出力する。これを受けて、マルチキャスト通信フレーム生成部１２２は、端末Ａ、Ｂ各々宛のデータユニット５１３２を含むマルチキャスト通信フレームを生成し、ＤＡ変換部１２３、ＡＦＥ部１２４を介して、アンテナ１５から送信する（Ｔ１１１、Ｔ１１３）。端末Ａはこのマルチキャスト通信フレームを受信し、該通信フレームのペイロード５１３から自端末Ａ宛のデータユニット５１３２を抽出する。同様に、端末Ｂはこのマルチキャスト通信フレームを受信し、該通信フレームのペイロード５１３から自端末Ｂ宛のデータユニット５１３２を抽出する。

また、ＡＰ１において、通信指示部１３２Ａは、マルチキャストＣＴＳ信号フレーム送信タイミングを計測するタイマＴＵが所定時間ｔ４を経過したことを検出すると、ＣＴＳ生成部１３３ＡにＣＴＳ信号フレームの生成指示を出力する。これを受けて、ＣＴＳ生成部１３３Ａは、マルチキャストＣＴＳ信号フレームの宛先アドレスを構成するビット列中の、端末Ａ、Ｂに割り当てられている各ビットのビット値をＣＴＳ発行「有り」に設定したマルチキャストＣＴＳ信号フレームを生成し、ＤＡ変換部１２３、ＡＦＥ部１２４を介して、アンテナ１５から送信する（Ｔ１１２、Ｔ１１４）。

ＡＰ１に接続中の端末Ａにおいて、通信タイミング管理部２３２Ａは、無線受信部２１からマルチキャストＣＴＳ信号フレームを受信すると、該マルチキャストＣＴＳ信号フレームを解析して、該マルチキャストＣＴＳ信号フレームの宛先アドレスを構成するビット列中の、自端末Ａに割り当てられているビットのビット値がＣＴＳ発行「有り」であることを確認する。そして、自端末Ａに割り当てられているビットのビット位置に応じて定まる送信タイミングで、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２にユニキャスト通信フレームの生成指示を出力する。これを受けて、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２は、送信データ含むユニキャスト通信フレームを生成し、ＤＡ変換部２２３、ＡＦＥ部２２４を介して、アンテナ２５から送信する（Ｔ２１１、Ｔ２１２）。ＡＰ１はこのユニキャスト通信フレームを受信し、該通信フレームのペイロード５０３から受信データを抽出する。

同様に、ＡＰ１に接続中の端末Ｂにおいて、通信タイミング管理部２３２Ａは、無線受信部２１からマルチキャストＣＴＳ信号フレームを受信すると、該マルチキャストＣＴＳ信号フレームを解析して、該マルチキャストＣＴＳ信号フレームの宛先アドレスを構成するビット列中の、自端末Ｂに割り当てられているビットのビット値がＣＴＳ発行「有り」であることを確認する。そして、自端末Ｂに割り当てられているビットのビット位置に応じて定まる送信タイミングで、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２にユニキャスト通信フレームの生成指示を出力する。これを受けて、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２は、送信データ含むユニキャスト通信フレームを生成し、ＤＡ変換部２２３、ＡＦＥ部２２４を介して、アンテナ２５から送信する（Ｔ３１１、Ｔ３１２）。ＡＰ１はこのユニキャスト通信フレームを受信し、該通信フレームのペイロード５０３から受信データを抽出する。

以上、本発明の第２実施形態について説明した。

本実施形態も上記の第１実施形態と同様の効果を有する。また、本実施形態によれば、ＡＰ１は、一つのマルチキャストＣＴＳ信号フレームを用いて、複数の無線端末２各々からユニキャスト通信フレームを受信できる。したがって、複数の無線端末２各々との間でユニキャスト通信フレームの受信に先立ってＲＴＳ信号およびＣＴＳ信号のやり取りが生じる場合に比べ、オーバヘッドをさらに低減できる。

<<第３実施形態>>
本実施形態の無線ＬＡＮシステムは、第３実施形態の無線ＬＡＮシステムにおいて、マルチキャストＣＴＳの代わりに、マルチキャスト通信フレームのペイロードに含まれている各無線端末２宛のデータユニットの順番およびデータ長を用いて、複数の無線端末２各々から通信フレームを受信できるようにしている。なお、本実施形態の無線ＬＡＮシステムの概略構成は、図１に示す第１実施形態の無線ＬＡＮシステムと基本的に同様である。但し、ＡＰ１および無線端末２の動作が一部異なる。

本実施形態のＡＰ１は、通信制御部１３での処理が異なるのを除き、基本的に第１実施形態のものと同様である。第１実施形態との区別のために、通信制御部１３を構成する端末管理部１３１、通信指示部１３２およびＣＴＳ生成部１３３を、本実施形態では端末管理部１３１Ｂ、通信指示部１３２ＢおよびＣＴＳ生成部１３３Ｂと呼ぶこととする。

端末管理部１３１Ｂは、自ＡＰ１の管轄エリアに存在する無線端末２を管理するための端末管理テーブル（不図示）を備える。端末管理部１３１Ａは、無線受信部１１より登録要求信号を受け取った場合に、該登録要求信号に含まれている無線端末２のアドレスを、該端末管理テーブルに追加する。また、無線受信部１１より登録解除要求信号を受け取った場合に、該登録解除要求信号に含まれている無線端末２のアドレスを、該端末管理テーブルから削除する。

図１５は端末管理部１３１Ｂの動作を説明するためのフロー図である。

端末管理部１３１Ｂは、通信フレーム検出部１１３から登録要求信号フレームを受信すると（Ｓ１４１でＹＥＳ）、この登録要求信号フレームを解析して、送信元の無線端末２のアドレスを解析する。そして、該アドレスを端末管理テーブルに追加する（Ｓ１４２）。それから、端末管理部１３１Ｂは、タイマＴＭが計測中であるか否かを調べる（Ｓ１４３）。ここで、タイマＴＭはマルチキャスト通信フレームの送信タイミングを検出するためのものである。端末管理部１３１Ｂは、タイマＴＭが計測中でない場合（Ｓ１４３でＮＯ）、タイマＴＭをリセットして計測を開始する（Ｓ１４４）。

また、端末管理部１３１Ｂは、通信フレーム検出部１１３から登録解除要求信号フレームを受信すると（Ｓ１５１でＹＥＳ）、この登録解除要求信号フレームを解析して、送信元の無線端末２のアドレスｘを解析する。そして、該アドレスｘを端末管理テーブルから削除する（Ｓ１５２）。それから、端末管理部１３１Ｂは、端末管理テーブルに登録されている無線端末２があるか否かを調べる（Ｓ１５３）。端末管理テーブルに登録されている無線端末２が存在しない場合は、タイマＴＭの計測を中止する（Ｓ１５４）。

通信指示部１３２Ｂは、定期的に（送信データが音声の場合は例えば２０ｍｓ毎に）、端末管理部１３１Ｂの端末管理テーブルにアドレスが登録されている各無線端末２を宛先とするマルチキャスト通信フレームの作成を無線送信部１２に指示する。

図１６は通信指示部１３２Ｂの動作を説明するためのフロー図である。

通信指示部１３２Ｂは、端末管理部１３１によって設定された計測中のタイマＴＭが所定時間ｔ５を経過したことを検出すると（Ｓ２２１でＹＥＳ）、Ｓ２２２に進む。ここで、所定時間ｔ５は通信品質によって定まる。例えば通信対象のデータが音声データの場合は２０ｍｓ×（ＡＰ１に対する無線端末２の最大同時接続数）となる。

Ｓ２２２において、通信指示部１３２Ｂは、端末管理テーブルに登録されている各無線端末２のアドレスを伴うマルチキャスト通信フレーム生成指示をマルチキャスト通信フレーム生成部１２３に指示する。これを受けて、マルチキャスト通信フレーム生成部１２３は、送信バッファ１２４からマルチキャスト通信フレーム生成指示に付加されているアドレス各々の送信データ（１つのアドレスについて複数の送信データが送信バッファ１２４に格納されている場合は最先の送信データ）を送信バッファ１２４から読み出す。そして、これらの送信データを格納した図２（Ａ）に示すようなマルチキャスト通信フレームを生成する。このマルチキャスト通信フレームは、ＤＡ変換部１２２でアナログ信号に変換された後、ＡＦＥ部１２１から無線送信される。次に、通信指示部１３２は、タイマＴＭの計測値を０にリセットする（Ｓ２２３）。その後、Ｓ２２１に戻る。

本実施形態の無線端末２は、フレーム検出部２１３および通信タイミング管理部２３２での処理が異なるのを除き、基本的に第１実施形態のものと同様である。第１実施形態との区別のために、フレーム検出部２１３および通信タイミング管理部２３２を、本実施形態ではフレーム検出部２１３Ｂおよび通信タイミング管理部２３２Ｂと呼ぶこととする。

フレーム検出部２１３Ｂは、ＡＤ変換部２１２より出力されたデジタル信号から信号フレームを検出する。検出した信号フレームが図２（Ｂ）に示すマルチキャスト通信フレームの場合は、該通信フレームのペイロード５１３から自無線端末２のアドレスを持つデータユニット５１３２を抽出して、受信バッファ２１４に出力する。また、フレーム検出部２１３Ｂは、該通信フレームのペイロード５１３に格納されている各データユニット５１３２の宛先アドレスが該ペイロード５１３における各データユニット５１３２の配列順に記述されたリストを生成し、該リストを通信タイミング管理部２３２Ｂに通知する。

通信タイミング管理部２３２Ａは、フレーム検出部２１３Ｂより通知されたリストを用いて、ＡＰ１を宛先とするユニキャスト通信フレームの通信タイミングを決定し、該通信タイミングでユニキャスト通信フレームの作成を無線送信部２２に指示する。また、通信タイミング指示部２３２Ｂは、登録要求信号フレームおよび登録解除要求信号フレームの作成を登録／解除要求生成部２３３に指示する。なお、登録要求信号フレームおよび登録解除要求信号フレームの作成指示は、ＡＰ１および他の無線端末２から送信される信号と混信しないタイミングで行う。

図１７は通信タイミング管理部２３２Ｂの動作を説明するための図である。

通信タイミング管理部２３２Ｂは、フレーム検出部２１３からリストを受け付けると（Ｓ３８１）、該リストにおける自無線端末２のアドレスの記載順番に従って待ち期間を算出する（Ｓ３８２）。ここで、待ち期間は、自無線端末２のアドレスの該リストにおける記載順番に、無線端末１台当たりのデュアレーション期間を乗じることで得られる期間である。次に、通信タイミング管理部２３２Ａは、上記の待ち期間を経過するのを待ち（Ｓ３８３）、それから、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２にユニキャスト通信フレームの生成を指示する（Ｓ３８４）。これを受けて、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２は、通信タイミング管理部２３２Ｂからユニキャスト通信フレームの生成指示を受け付けると、ＳＩＦＳ期間を経過するのを待って送信バッファ１２４から送信データを読み出す。そして、該送信データを格納した図２（Ａ）に示すようなユニキャスト通信フレームを生成する。このユニキャスト通信フレームは、ＤＡ変換部２２３でアナログ信号に変換された後、ＡＦＥ部２２４から無線送信される。その後、通信タイミング管理部２３２は、該リストに記載されているアドレスの数に、無線端末１台当たりのデュアレーション期間を乗じることで得られる期間から、上記の待ち期間を差し引いた期間（残り期間）を経過するのを待ち（Ｓ３８５）、それから、Ｓ３８１に戻る。

また、通信タイミング管理部２３２Ｂは、アプリケーション処理部２４から通信開始の指示を受け付けると（Ｓ３９１）、乱数を生成して、該乱数に応じた期間中に無線受信部２１（ＡＦＥ部２１１）が接続先のＡＰ１のキャリアを検出したか否かを判断し（Ｓ３９２）、該キャリアを検出していない場合は（Ｓ３９２でＮＯ）、登録／解除要求生成部２３３に登録要求の生成を指示する（Ｓ３９３）。これを受けて、登録／解除要求生成部２３３は、図２（Ｄ）に示すような登録要求信号フレームを生成する。この登録要求信号フレームは、ＤＡ変換部２２３でアナログ信号に変換された後、ＡＦＥ部２２４から無線送信される。その後、Ｓ３８１に戻る。

また、通信タイミング管理部２３２Ｂは、アプリケーション処理部２４から通信終了の指示を受け付けると（Ｓ４０１）、乱数を生成して、該乱数に応じた期間中に無線受信部２１（ＡＦＥ部２１１）が接続先のＡＰ１のキャリアを検出したか否かを判断し（Ｓ４０２）、該キャリアを検出していない場合は（Ｓ４０２でＮＯ）、登録／解除要求生成部２３３に登録解除要求の生成を指示する（Ｓ４０３）。これを受けて、登録／解除要求生成部２３３は、図２（Ｄ）に示すような登録解除要求信号フレームを生成する。この登録解除要求信号フレームは、ＤＡ変換部２２３でアナログ信号に変換された後、ＡＦＥ部２２４から無線送信される。その後、Ｓ３８１に戻る。

次に、上記構成の無線ＬＡＮシステムの動作を説明する。

図１８は本発明の第３実施形態が適用された無線ＬＡＮシステムにおけるデータのやり取りを説明するための図である。ここでは、ＡＰ１に２つの無線端末２（端末Ａ、端末Ｂ）が接続する場合を例にとり説明する。

ＡＰ１において、通信指示部１３２Ｂは、マルチキャスト通信フレーム送信タイミングを計測するタイマＴＭが所定時間ｔ５（通信品質によって定まる時間、例えば通信対象のデータが音声データの場合は２０ｍｓ）を経過したことを検出すると、マルチキャスト通信フレーム生成部１２２にマルチキャスト通信フレームの生成指示を出力する。これを受けて、マルチキャスト通信フレーム生成部１２２は、端末Ａ、Ｂ各々宛のデータユニット５１３２を含むマルチキャスト通信フレームを生成し、ＤＡ変換部１２３、ＡＦＥ部１２４を介して、アンテナ１５から送信する（Ｔ１２１、Ｔ１２２）。端末Ａはこのマルチキャスト通信フレームを受信し、該通信フレームのペイロード５１３から自端末Ａ宛のデータユニット５１３２を抽出する。同様に、端末Ｂはこのマルチキャスト通信フレームを受信し、該通信フレームのペイロード５１３から自端末Ｂ宛のデータユニット５１３２を抽出する。

ＡＰ１に接続中の端末Ａにおいて、通信タイミング管理部２３２Ｂは、無線受信部２１から、マルチキャスト通信フレームのペイロード５１３に格納されている各データユニット５１３２の宛先アドレスが該ペイロード５１３における各データユニット５１３の配置順に記載されたリストを受信すると、自端末Ａのアドレスの該リストにおける記載順に応じて定まる送信タイミングで、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２にユニキャスト通信フレームの生成指示を出力する。これを受けて、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２は、送信データ含むユニキャスト通信フレームを生成し、ＤＡ変換部２２３、ＡＦＥ部２２４を介して、アンテナ２５から送信する（Ｔ２２１、Ｔ２２２）。ＡＰ１はこのユニキャスト通信フレームを受信し、該通信フレームのペイロード５０３から受信データを抽出する。

同様に、ＡＰ１に接続中の端末Ｂにおいて、通信タイミング管理部２３２Ｂは、無線受信部２１から、マルチキャスト通信フレームのペイロード５１３に格納されている各データユニット５１３２の宛先アドレスが該ペイロード５１３における各データユニット５１３の配置順に記載されたリストを受信すると、自端末Ｂのアドレスの該リストにおける記載順に応じて定まる送信タイミングで、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２にユニキャスト通信フレームの生成指示を出力する。これを受けて、ユニキャスト通信フレーム生成部２２２は、送信データ含むユニキャスト通信フレームを生成し、ＤＡ変換部２２３、ＡＦＥ部２２４を介して、アンテナ２５から送信する（Ｔ３２１、Ｔ３２２）。ＡＰ１はこのユニキャスト通信フレームを受信し、該通信フレームのペイロード５０３から受信データを抽出する。

以上、本発明の第３実施形態について説明した。

本実施形態も上記の第２実施形態と同様の効果を有する。また、本実施形態によれば、ＡＰ１は、ＣＴＳ信号フレームを用いることなく、複数の無線端末２各々からユニキャスト通信フレームを受信できる。したがって、複数の無線端末２各々との間でユニキャスト通信フレームの受信に先立ってＲＴＳ信号およびＣＴＳ信号のやり取りが生じる場合に比べ、オーバヘッドをさらに低減できる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

例えば、上記の実施形態では、ＡＰ１および無線端末２の各々において、通信フレーム（マルチキャスト通信フレーム、ユニキャスト通信フレーム）受領後のＡＣＫ信号送信を省略しているが、本発明はこれに限定されない。ＡＰ１および無線端末２の各々において、通信フレーム（マルチキャスト通信フレーム、ユニキャスト通信フレーム）受領後にＡＣＫ信号を送信するようにしてもよい。

また、上述したＡＰ１、無線端末２の各構成は、図８に示すような一般的なコンピュータで実現されるものに限られない。ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積ロジックＩＣによりハード的に実行されるものでもよいし、あるいは、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）など計算機によりソフトウエア的に実行されるものでもよい。

図１は本発明の第１実施形態が適用された無線ＬＡＮシステムの概略図である。 図２（Ａ）は無線端末２からＡＰ１に送信されるユニキャスト通信フレームを模式的に表した図であり、図２（Ｂ）はＡＰ１から無線端末２に送信されるマルチキャスト通信フレームを模式的に表した図であり、図２（Ｃ）はＡＰ１から無線端末２に送信されるＣＴＳ信号のフレームを模式的に表した図であり、そして、図２（Ｄ）は無線端末２からＡＰ１に送信される登録要求信号および登録解除要求信号のフレームを模式的に表した図である。 図３はＡＰ１の概略図である。 図４は端末管理部１３１の動作を説明するためのフロー図である。 図５は通信指示部１３２の動作を説明するためのフロー図である。 図６は無線端末２の概略図である。 図７は通信タイミング管理部２３２の動作を説明するための図である。 図８はＡＰ１、無線端末２のハードウエア構成例を説明するための図である。 図９は本発明の第１実施形態が適用された無線ＬＡＮシステムにおけるデータのやり取りを説明するための図である。 図１０は端末管理部１３１Ａの動作を説明するためのフロー図である。 図１１はマルチキャストＣＴＳ信号フレームの宛先アドレスを模式的に表した図である。 図１２は通信指示部１３２Ａの動作を説明するためのフロー図である。 図１３は通信タイミング管理部２３２Ａの動作を説明するための図である。 図１４は本発明の第２実施形態が適用された無線ＬＡＮシステムにおけるデータのやり取りを説明するための図である。 図１５は端末管理部１３１Ｂの動作を説明するためのフロー図である。 図１６は通信指示部１３２Ｂの動作を説明するためのフロー図である。 図１７は通信タイミング管理部２３２Ｂの動作を説明するための図である。 図１８は本発明の第３実施形態が適用された無線ＬＡＮシステムにおけるデータのやり取りを説明するための図である。 図１９はＲＴＳ/ＣＴＳを用いない場合のＤＣＦにおけるアクセス制御方法を説明するための図である。 図２０はＲＴＳ/ＣＴＳを用いる場合のＤＣＦによるアクセス制御方法を説明するための図である。

符号の説明

１…ＡＰ、２…無線端末、３…ルータ、４…ネットワーク、１１…無線受信部、１２…無線送信部、１３…通信制御部、１４…有線ＩＦ部、１５…アンテナ、２１…無線受信部、２２…無線送信部、２３…通信制御部、２４…アプリケーション処理部

Claims (7)

1. 複数の無線端末と、アクセスポイントとを有する無線通信システムであって、
   前記アクセスポイントは、
   前記複数の無線端末にデータを送信する第１の送信手段と、
   前記複数の無線端末からデータを受信する第１の受信手段と
   を有し、
   前記無線端末は、
   前記アクセスポイントにデータを送信する第２の送信手段と、
   前記アクセスポイントからデータを受信する第２の受信手段と
   を有し、
   前記第１の受信手段は、
   所定時間毎に、前記複数の無線端末各々のデータ送信タイミングを規定するマルチキャストＣＴＳ（Clear to Send）を前記第１の送信手段に送信させて、前記複数の無線端末各々から通信フレームを受信し、
   前記第２の送信手段は、
   前記第２の受信手段がマルチキャストＣＴＳを受信した場合に、当該マルチキャストＣＴＳで規定された自無線端末の送信タイミングに従って前記アクセスポイント宛の通信フレームを送信し、
   前記マルチキャストＣＴＳに含まれているデュアレーション期間は、
   前記アクセスポイントに同時に接続可能な無線端末の台数に、無線端末１台あたりがデータを送信する期間として予め定めた期間を乗算することで得られる期間であることを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムであって、
   前記アクセスポイントは、
   前記マルチキャストＣＴＳの宛先アドレスの下位２２ビット中のビット位置を、自アクセスポイントに帰属中の無線端末のそれぞれのアドレスに対応付けたアドレス管理テーブルをさらに有し、
   前記第１の送信手段は、
   前記マルチキャストＣＴＳを送信する場合に、前記アドレス管理テーブルを参照して、当該マルチキャストＣＴＳの宛先アドレスの下位２２ビットの中で、配下の無線端末に対応する位置のビットを、予め定められた値に設定してから送信し、
   前記第２の送信手段は、
   前記第２の受信手段が受信したマルチキャストＣＴＳの宛先アドレスの下位２２ビットの中で、自無線端末に割り当てられている位置のビットが予め定められた値に設定されている場合に、当該ビット位置によって定まる順番に、予め定められた期間を乗じることで得られる期間が経過した後に、前記アクセスポイント宛の通信フレームを送信することを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項２に記載の無線通信システムであって、
   前記アクセスポイントは、
   前記第１の受信手段が、前記無線端末から、前記マルチキャストＣＴＳの宛先アドレスの下位２２ビットの中で、当該無線端末に割り当てられるべきビットの位置を示す情報を含む登録要求を受信した場合に、当該無線端末のアドレスに対応付けて、当該登録要求で指定されたビット位置を示す情報を、前記アドレス管理テーブルに登録する登録手段をさらに有し、
   前記第２の受信手段は、
   前記アクセスポイントから送信されたマルチキャストＣＴＳの宛先アドレスの下位２２ビットを参照し、予め定められた値が設定されていないビットの位置を、自無線端末に割り当てられるべきビットの位置として検出し、
   前記第２の送信手段は、
   登録要求を送信する場合に、前記第２の受信手段によって検出された、自無線端末に割り当てられるべきビットの位置を、当該登録要求に含めて前記アクセスポイントへ送信すること特徴とする無線通信システム。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の無線通信システムであって、
   前記第１の送信手段は、
   前記所定時間毎に、前記マルチキャストＣＴＳとは異なる送信タイミングで、前記複数の無線端末各々へのデータが多重化されたマルチキャスト通信フレームを送信し、
   前記第２の受信手段は、
   前記マルチキャスト通信フレームを受信して、当該フレームから自無線端末宛のデータを抽出することを特徴とする無線通信システム。
5. 複数の無線端末と無線通信を行なうアクセスポイントであって、
   前記複数の無線端末にデータを送信する送信手段と、
   前記複数の無線端末からデータを受信する受信手段と
   を有し、
   前記送信手段は、
   所定時間毎に、前記複数の無線端末各々のデータ送信タイミングを規定するマルチキャストＣＴＳ（Clear to Send）を送信すると共に、前記所定時間毎に、前記マルチキャストＣＴＳとは異なる送信タイミングで、前記複数の無線端末各々へのデータが多重化されたマルチキャスト通信フレームを送信し、
   前記受信手段は、
   前記マルチキャストＣＴＳの応答として、前記複数の無線端末各々から通信フレームを受信し、
   前記マルチキャストＣＴＳに含まれているデュアレーション期間は、
   自アクセスポイントに同時に接続可能な無線端末の台数に、無線端末１台あたりがデータを送信する期間として予め定めた期間を乗算することで得られる期間であることを特徴とするアクセスポイント。
6. アクセスポイントと無線通信を行なう無線端末であって、
   前記アクセスポイントにデータを送信する送信手段と、
   前記アクセスポイントからデータを受信する受信手段と
   を有し、
   前記受信手段は、
   前記アクセスポイントから複数の無線端末各々へのデータが多重化されたマルチキャスト通信フレームを受信して、当該フレームから自無線端末宛のデータを抽出すると共に、前記アクセスポイントから前記複数の無線端末各々のデータ送信タイミングを規定するマルチキャストＣＴＳ（Clear to Send）を受信し、
   前記送信手段は、
   前記受信手段が前記マルチキャストＣＴＳを受信した場合に、当該マルチキャストＣＴＳで規定された自無線端末の送信タイミングに従って前記アクセスポイント宛の通信フレームを送信し、
   前記マルチキャストＣＴＳに含まれているデュアレーション期間は、
   前記アクセスポイントに同時に接続可能な無線端末の台数に、無線端末１台あたりがデータを送信する期間として予め定めた期間を乗算することで得られる期間であることを特徴とする無線端末。
7. 複数の無線端末と、アクセスポイントとを有する無線通信システムのアクセス制御方法であって、
   前記アクセスポイントが、
   所定時間毎に、前記複数の無線端末各々のデータ送信タイミングを規定するマルチキャストＣＴＳ（Clear to Send）を送信してから、前記複数の無線端末各々から通信フレームを受信し、
   前記複数の無線端末各々が、
   前記マルチキャストＣＴＳを受信した場合に、当該マルチキャストＣＴＳで規定された自無線端末の送信タイミングに従って前記アクセスポイント宛の通信フレームを送信し、
   前記マルチキャストＣＴＳに含まれているデュアレーション期間は、
   前記アクセスポイントに同時に接続可能な無線端末の台数に、無線端末１台あたりがデータを送信する期間として予め定めた期間を乗算することで得られる期間であることを特徴とするアクセス制御方法。

Images