專利名稱：基站和無線終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)送接收以無線LAN標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)格IEEE802.11為基準(zhǔn)
的無線信號的基站和無線終端，特別涉及利用多個通信信道實現(xiàn)寬頻 帶化的基站和無線終端。
現(xiàn)有技術(shù)
以下，說明現(xiàn)有的無線通信系統(tǒng)(無線LAN通信系統(tǒng))?，F(xiàn)在， 作為構(gòu)筑面向家庭/辦公室的高速無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)備，以在美國的無 線LAN標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)格IEEE802.il (參考非專利文獻(xiàn)1)中標(biāo)準(zhǔn)化了的 IEEE802.11b、 IEEE802.11a規(guī)格等為基準(zhǔn)的商品已經(jīng)出現(xiàn)在市場上。
以IEEE802.11b規(guī)格為基準(zhǔn)的無線LAN(參考非專利文獻(xiàn)2 )使 用2.4GHz頻帶，作為調(diào)制方式使用CCK (Complementary Code Keying)，物理最大傳送速度是11Mbps。另外，以IEEE802.11a規(guī) 格為基準(zhǔn)的無線LAN (參考非專利文獻(xiàn)3)使用5GHz頻帶，作為調(diào) 制方式4吏用OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplex ),物 理最大傳送速度是54Mbps。另外，以現(xiàn)在正在研究的IEEE802.11g 規(guī)格為基準(zhǔn)的無線LAN使用2.4GHz頻帶，作為調(diào)制方式使用OFDM, 物理最大傳送速度是54Mbps 。
非專利文獻(xiàn)1: IEEE802.11( http: 〃 standards.ieee.org /getieee802 /802.11.html)
非專利文獻(xiàn)2: IEEE802.11b
非專利文獻(xiàn)3: IEEE802.11a
但是，在上述現(xiàn)有的無線通信系統(tǒng)中，對于表示實際上能夠以哪 種程度的速度傳送數(shù)據(jù)流的實效速度，有很多是低于物理最大傳送速 度的 一 半程度或其以卞的情況的問題。
具體地說，例如將希望傳送的數(shù)據(jù)流分割為多個數(shù)據(jù)分組(data packet),對于每個數(shù)據(jù)分組，附加由包含發(fā)送目的地/發(fā)送方IP地 址、分組長度、分組編號等的傳送控制用信息組成的頭信息和糾錯控 制用信息，作為IP (Internet Protocol)分組傳送到下位層。另外， 在MAC (Media Access Control)層中，也附加由包含發(fā)送目的地/ 發(fā)送方MAC地址、幀長度等的傳送控制用信息組成的頭信息和糾錯 控制用信息，另外根據(jù)情況，還對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行加密，附加該加密解碼 用信息，傳送到物理層。進(jìn)而，在物理層中，附加由包含調(diào)制方式、 幀長度等的傳送控制用信息組成的頭信息和同步用前序標(biāo)志 (preamble)等進(jìn)行發(fā)送。
另外，基站和各無線終端例如正在使用以下這樣的被稱為 CSMA/CA ( Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance )的 隨機(jī)訪問方式在發(fā)送無線幀之前先對無線信道進(jìn)行載波讀出(carrier sense),在確認(rèn)了信道正在被使用(信道忙)的情況下，暫停無線幀 的發(fā)送，在確認(rèn)了信道未使用(信道空閑)后，發(fā)送無線幀。然后， 返送表示是否正確地從用該發(fā)送目的地MAC地址指定的基站或無線 終端接收到無線數(shù)據(jù)幀的ACK/NACK幀，在沒有正確地接收到的情 況下，還進(jìn)行幀再送動作。
因此，實效速度并不是IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g 基準(zhǔn)的無線LAN的物理傳送速度，而是與傳送系統(tǒng)的環(huán)境條件有關(guān)， 實際上處于一半左右或其以下的狀態(tài)。
即，在現(xiàn)有的以IEEE802.11a、 IEEE802.11b、 IEEE802.11g規(guī) 格等為基準(zhǔn)的面向家庭/辦公室的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(無線LAN)中，例 如，在需要約20Mbps頻帶的高分辨率電視HDTV (High Definition Television)的視頻信號的數(shù)據(jù)流的雙方向通信的情況下，實效速度不 足。
另外，作為解決上述實效速度不足的方式的一個例子，提出了以
下的方法(特開2002 - 135304號公報)例如在發(fā)送接收寬頻帶數(shù)據(jù)
流的情況下，向用不同的信道動作的多個無線單元分配IP分組，通過
各個無線單元的獨立控制而發(fā)送接收IP分組。但是，為了以IP分組 為單位向各無線單元進(jìn)行分配，例如在無線單元間的調(diào)制方式不同的
情況下，或者在IP分組的大小不等的情況等下，有會因分組的排序等 的處理而產(chǎn)生延遲的問題。另外，由于無線單元的獨立控制會產(chǎn)生來 自相鄰信道的泄漏功率比載波讀出的閾值還大的現(xiàn)象，具有有可能無 法進(jìn)行發(fā)送的問題。
另外，作為與上述不同的方式，還提出了以下的方法在一個無 線單元為主單元(master)，在視頻傳送等中需要寬頻帶的傳送頻帶 的情況下，作為從單元(slave)使與預(yù)先分配的信道對應(yīng)的子無線單 元動作，在主單元中進(jìn)行用于獲得無線信道的訪問權(quán)的控制信號的發(fā) 送接收，并在多個無線單元中發(fā)送接收IP分組。但是，與上述一樣， 會產(chǎn)生以下的狀況為了以IP分組為單位向各無線單元分配，在無線 單元間的調(diào)制方式不同的情況下，或者在IP分組的大小不等的情況以 及其它情況下，在某無錢單元中與發(fā)送是否結(jié)束無關(guān)地，由于在某無 線單元中發(fā)送還沒有結(jié)束，所以無法轉(zhuǎn)移到接收狀態(tài)。另一方面，還 有以下問題在接收IP分組的終端中，與在某無線單元中是否接收結(jié) 束無關(guān)地，由于在某無線單元中接收還沒有結(jié)束，所以會產(chǎn)生無法轉(zhuǎn) 移到發(fā)送狀態(tài)的狀況，其結(jié)果是無法有效地利用無線頻帶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種通過 有效地利用無線頻帶而能夠?qū)崿F(xiàn)吞吐量的提高的無線通信系統(tǒng)(基站 和無線終端)。
本發(fā)明的基站(或無線終端)是構(gòu)成利用多個通信信道來實現(xiàn)寬 頻帶化的無線LAN系統(tǒng)的裝置的一個，其特征在于包括分別與多 個通信信道對應(yīng)地，使用對應(yīng)的通信信道發(fā)送接收以已知的
IEEE802.il為基準(zhǔn)的無線信號的多個物理層；在發(fā)送時，將所有以已 知的IEEE802.il為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀作為分割對象，與各物理層的發(fā)送 速率對應(yīng)地從先頭開始分割該數(shù)據(jù)幀，向上述各物理層進(jìn)行分配使得 通信信道間的短脈沖(burst)時間均等，在接收時，通過與發(fā)送時相 反的處理，對通過多個通信信道接收到的幀進(jìn)行結(jié)合的MAC (Media Access Control)層。
根據(jù)本發(fā)明，例如在家庭/辦公室內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)中，將以 IEEE802.11a、 IEEE802.11b、 IEEE802.11g規(guī)格等為基準(zhǔn)的無線信號 分配到多個通信信道進(jìn)行發(fā)送。這時，在MAC層中，將幀全體作為 分割對象，將分割后的幀分配到各物理層。


圖l是表示本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示寬頻帶無線單元的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是表示以IEEE802.11a為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀格式的圖。
圖4是表示利用多個信道時的幀格式的圖。
圖5是表示MPDU ( MAC Protocol Data Unit)的分割/分配方法的圖。
圖6是表示以IEEE802.11a為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀格式的圖。 圖7是表示利用多個信道時的幀格式的圖。 圖8是表示分割幀的一部分的方法的圖。 圖9是表示以IEEE802.11a為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀格式的圖。 圖10是表示分割幀的一部分的方法的圖。 圖ll是表示將幀分割為多個信道的情況下的一個例子的圖。 圖12是表示將幀分割為多個信道的情況下的實施例3的一個例 子的圖。
圖13是表示IEEE802.il的幀的Service (服務(wù))字段的圖。
圖14是表示使用多個信道進(jìn)行通信的無線站之間的通信狀況的圖。
具體實施例方式
以下，根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)(基站、無線終 端)的實施例。另外，本發(fā)明并不只限于該實施例。 實施例1
圖1是表示本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)(面向家庭/辦公室的無線網(wǎng)
絡(luò))的結(jié)構(gòu)的圖。該無線通信系統(tǒng)由以下部分構(gòu)成具有用于將與構(gòu) 成有線或無線系統(tǒng)的外部通信網(wǎng)的訪問網(wǎng)(access network)連接的訪 問線(例如Ethernet (R) 、 xDSL、 CATV、 FTTH等)相互連接起 來的網(wǎng)關(guān)(gateway )的基站(AP )1;多個無線終端(STA )2A、 2B......。
基站1具備作為與訪問網(wǎng)連接的有線或無線系統(tǒng)的訪問線的終 端，經(jīng)由家庭/辦公室內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)向特定的無線終端2A、 2B......發(fā)
送來自訪問網(wǎng)的接收信息的通信單元系統(tǒng)11。所以，該通信單元系統(tǒng) ll具備作為上述訪問線的終端的訪問終端單元13;控制上述訪問網(wǎng) 的信號與家庭/辦公室內(nèi)的無線終端2A、 2B......的信號之間的相互格
式轉(zhuǎn)換的信號接口單元14 (例如與路由器、橋相當(dāng))；在家庭/辦公室 內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送接收多個信道的以IEEE802.11a、 IEEE802.11b、 IEEE802.11g規(guī)格等為基準(zhǔn)的無線信號的寬頻帶無線單元15;天線12 -1、 12-2......。另外，在本實施例中，將多個天線與寬頻帶無線單
元15連接，但并不只限于此，也可以是一個。
另外，無線終端2A、 2B分別具備個人計算機(jī)、PDA ( Personal Data Assistant)、電視接收機(jī)那樣的信息設(shè)備主體21A、 21B;對各 信息設(shè)備主體21A、 21B和基站1的通信單元系統(tǒng)11之間的數(shù)據(jù)發(fā)送 接收進(jìn)行控制的終端單元系統(tǒng)22A、22B。另外，該終端單元系統(tǒng)22A、 22B具備對基站l、其他無線終端的信號和信息設(shè)備主體21A、 21B 的信號之間的信號格式相互轉(zhuǎn)換進(jìn)行控制的終端接口單元24A、 24B; 在家庭/辦公室內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送接收多個信道的以IEEE802.11a、 IEEE802.11b、IEEE802.11g規(guī)格等為基準(zhǔn)的無線信號的寬頻帶無線單 元25A、 25B;天線23A-1、 23A - 2.......23B-l、 23B - 2......。另
外，在本實施例中，將多個天線與寬頻帶無線單元25A、 25B連接， 但并不只限于此，也可以是一個。另外，在本實施例中，表示了將無 線終端與基站連接的無線通信系統(tǒng)，但并不只限于此，例如也可以適 用由無線終端之間構(gòu)成獨自的網(wǎng)絡(luò)而進(jìn)行通信的集合(ad hoc )網(wǎng)絡(luò)。 圖2是表示本實施例的寬頻帶無線單元15、 25的結(jié)構(gòu)的圖。該 寬頻帶無線單元15、 25A、 25B(25A、 25B相當(dāng)于圖2的25 )具備 用于信號接口單元14或終端接口單元24A、 24B的連接的主接口單元 (Hostlnterface) 33;以IEEE802.il規(guī)格(a、 b、 e、 f、 g、 h、 i等) 為基準(zhǔn)并且擴(kuò)展為滿足本實施例的MAC層(MAC) 32;以 lEEE802.11a、 lEEE802.11b、 lEEE802,llg規(guī)格等為基準(zhǔn)的在多個不 同的信道中動作的多個物理層(PHY) 31 (相當(dāng)于31-1、 31-2、 31 -3..….)。
上述MAC32擴(kuò)展了 IEEE802.il規(guī)格(a、 b、 e、 f、 g、 h、 i等)， 在沒有利用多個信道的物理層的情況下，以IEEE802.il規(guī)格(a、 b、 e、 f、 g、 h、 i等)為基準(zhǔn)進(jìn)行動作。在MAC32內(nèi)的TxControl單元 37中，進(jìn)行用于在多個信道中發(fā)送發(fā)送幀的幀分配處理、FCS( Frame Check Sequence)附加、時間標(biāo)記附加、從緩存器的讀出控制、補(bǔ)償 (back - off )處理、RTS( Request To Send )幀和CTS( Clear To Send ) 幀和ACK幀的自動作成等處理。在RxControl單元36中，進(jìn)行在多 個信道中接收到的幀的結(jié)合處理、FCS檢查、向緩存器的寫入處理、 地址解碼處理、信道狀態(tài)處理等。
進(jìn)而，MAC32為了與各個物理層31進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制信號的交換， 而具有多個Transmission (Tx)單元34(相當(dāng)于34-1、 34-2、 34
一 3......)和Reception( Rx )單元35(相當(dāng)于35 - 1 、 35 - 2、 35 - 3......)，
進(jìn)行對各自對應(yīng)的物理層的原數(shù)據(jù)(primitive)的發(fā)出、數(shù)據(jù)寫入處 理、數(shù)據(jù)讀出處理等。
因此，構(gòu)成為Tx單元34、 Rx單元35對各個幀進(jìn)行必要的處理， TxControl單元37、 RxControl單元36對所有幀進(jìn)行必要的處理。
另外，在ProtocolControl單元38中，在取得對信道的訪問權(quán)等、
基于CSMA/CA協(xié)議的控制的基礎(chǔ)上，具備各信道的發(fā)送速率的決定、 對信道的幀分配比的決定、對各信道的發(fā)送數(shù)據(jù)量的決定等的功能。
另外，沒有明確記載地，還具備發(fā)送接收緩存器、加密單元、認(rèn) 證管理單元等。另外，沒有明確記載地，各物理層31具備由將來自上 述MAC32的信號調(diào)制為發(fā)送信號，另外將接收信號解調(diào)為發(fā)送到 MAC32的信號的基帶單元、將來自該基帶單元的信號、發(fā)送到該基 帶單元的信號轉(zhuǎn)換為希望的信號的上行轉(zhuǎn)換器/下行轉(zhuǎn)換器、功率放大 器等構(gòu)成的RF單元。
接著，說明上述無線通信系統(tǒng)的動作。圖3是表示以IEEE802.11a 為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀格式的圖，圖4是表示利用多個信道(3eh)時的幀格 式的圖。表示了在將幀分配到多個信道進(jìn)行發(fā)送的情況下，各信道的 短脈沖時間一定的情況。另外，在IEEE802.11a中明確記載了 NDBPS (Data bits per OFDM symbol)，表示了每個OFDM符號能夠發(fā)送 的數(shù)據(jù)比特數(shù)。另外，在本實施例中，為了說明的方便，將在每個 OFDM符號中能夠發(fā)送的八位位組(octet )數(shù)規(guī)定為NDOPS( Data octets per OFDM symbol) ( NDOPS = NDBPS/8 )。
圖3所示的以IEEE802.11a為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀(MPDU)40由MAC 頭41、 LLC ( Logical Link Control)頭/SNAP ( Sub Network Access Protocol)頭42、 FrameBody43和FCS44構(gòu)成。另外，OFDM信號 50表示了在從MAC32向物理層31發(fā)送MPDU40的情況下，順序發(fā) 送同步用前序標(biāo)志51、由發(fā)送速率和發(fā)送數(shù)據(jù)長度等組成的 SIGNAL52、由SERVICE字段和MPDU40發(fā)送部分組成的DATA53 的情況。其中，省略了包含在OFDM符號間的隔離間隔(guard interval)、物理層31中的在調(diào)制中進(jìn)行的比特的排序、比特數(shù)的變 化。
另外，圖4表示了本實施例中的在使用了多個物理層31-1、 31 -2、 31-3的情況下的在多個信道中MPDU40的幀分割狀態(tài)、各信 道的分割后的MPDU40-1、 40 - 2、 40 - 3、物理層31-1、 31 - 2、 31 - 3中的OFDM信號50-1、 50 — 2、 50 - 3。
另外，在本實施例中，將在IEEE802.il中規(guī)定的MAC頭41、 LLC頭/SNAP頭42、 FrameBody43和FCS44的全部作為分割對象， 如圖5所示，與各物理層31-1、 31-2、 31-3的發(fā)送速率對應(yīng)地以 Nnops為單位從前面開始對MPDU40進(jìn)行分割(相當(dāng)于圖示的MAC 頭41 - 1、 LLC頭顯AP頭42 - 2、 FrameBody43 - 1、 43 - 2、 43 - 3、 FCS44-2)，并以在一個OFDM符號中能夠發(fā)送的數(shù)據(jù)單位發(fā)送到 各物理層。圖5是表示MPDU40的分割/分配方法的圖。因此，在圖4 中，各物理層中的OFDM信號50-1、 50-2、 50-3是幾乎一樣的短 脈沖時間。
另外，未圖示地，ACK幀只由MAC頭和FCS構(gòu)成，因此不進(jìn) 行分割地在多個信道中發(fā)送同一幀。這時，在接收側(cè)，在能夠正常接 收至少一個該ACK幀的情況下，將其識別為ACK幀，通過降低因 ACK幀的接收失敗而造成的數(shù)據(jù)的再發(fā)送，來提高系統(tǒng)吞吐量。另外， 對于幀長度短的RTS/CTS等控制幀、幀長度短的數(shù)據(jù)幀、管理幀等， 也不進(jìn)行分割而以同一速率發(fā)送同一幀。這時，在接收側(cè)，在能夠正 常接收至少一個該幀的情況下，將其識別為所發(fā)送的幀，通過降低數(shù) 據(jù)的再發(fā)送，而提高系統(tǒng)吞吐量，另外，針對以IEEE802.11a、 IEEE802.11b、 IEEE802.11g規(guī)格等為基準(zhǔn)的系統(tǒng)，也同時通知頻帶的 預(yù)約時間等。
在此，說明本實施例的分割/分配處理。在ProtocolControl單元 38中，決定各物理層31-1、 31-2、 31-3進(jìn)行通信的各信道的發(fā)送 速率，并向TxControl單元37通知發(fā)送幀長度、各信道的發(fā)送速率、 使用信道數(shù)等。
在TxControl單元37中，在發(fā)送之前，必須通過TXVECTOR 對各信道指定發(fā)送速率、數(shù)據(jù)長度等。因此，TxControl單元37接受 來自ProtocolControl單元38的上述通知，并對各信道進(jìn)行以下的分 割/分配處理。
以下，說明分割/分配處理所必需的DATA部分的八位位組數(shù)和 各信道的數(shù)據(jù)長度的計算方法。在此，為了說明的方便，說明3個信
道(物理層31-1: Channel-A、物理層31-2: Cha證卜B、物理 層31-3: Channel-C)的情況。
例如，如果規(guī)定由MAC頭、LLC頭、SNAP頭、FrameBody、 FCS構(gòu)成的MPDU的大小為Loctet，各信道的發(fā)送速率為RATE (a) 、 RATE (b) 、 RATE (c) [Mbps，各信道的每個OFDM符 號的發(fā)送八位位組數(shù)為NDOPS (a) 、 NDOPS (b) 、 NDOPS (c) [octet], 信道數(shù)為k，則可以用下式(1)求出MPDU的發(fā)送所需要的OFDM 符號數(shù)N。,信道數(shù) 為k，則可以通過圖8所示的步驟求出MPDU的發(fā)送所需要的OFDM 符號數(shù)N。
其中，設(shè)置RATE (a) ^RATE (b) ^RATE (c)，在OFDM 符號數(shù)中不包含用BPSK (R=l/2)發(fā)送的SIGNAL字段的符號數(shù)。 另外，在先頭的OFDM符號中，由于SERVICE字段的2octet，比其 他符號少2octet。
首先，如下式(7)那樣求出到以發(fā)送速率最慢的RATE (c)發(fā) 送完MAC頭為止所需要的OFDM符號數(shù)。
<formula>formula see original document page 17</formula>…(7)
接著，計算該期間在其他信道中發(fā)送的數(shù)據(jù)量,
header
i;(ND0PS(x) x NMAC服ader(c) — SERVICE_FIELD + MAC_HEADER;
…(8)
因此，剩余的數(shù)據(jù)量為L-LHEADER。因此，發(fā)送剩余的數(shù)據(jù)所 需要的OFDM符號數(shù)為下式(9)，進(jìn)而，發(fā)送數(shù)據(jù)所需要的OFDM 符號數(shù)N的一般公式為下式(10)。
^data老Or
(L-L
header
)+ k
x=l
(x)
(9)
N = Nmac_header(k) ■+ Ndata
SERVICE FIELD + MAC HEADER
-floor
Ndops (c)
+ floor
(L — L服ader) + k
…(1 0)
因此，可以如下式(11)那樣表示3ch的情況下的OFDM符號
數(shù)N'
N = floor
_32 _+ floor
_Ndops(c)—
一 L朋ader) + 3
N應(yīng)(a) + N隨(b) + N畫(c)
…(1 1)
另外，如果將各信道的幀長度規(guī)定為LENGTH (A) 、 LENGTH (B) 、 LENGTH (C),則可以4吏用上述式(11)，如下式(12 ) ~ (14)那樣導(dǎo)出各信道的幀長度的計算式。其中，以發(fā)送速率高的順 序(從Channel-A開始的順序)分配幀。另外，式(12 )表示MPDU 的最終數(shù)據(jù)在Channel-A內(nèi)結(jié)束的情況，式(13 )表示MPDU的最 終數(shù)據(jù)在Channel - B內(nèi)結(jié)束的情況，式(14 )表示MPDU的最終數(shù)
據(jù)在Channel-C內(nèi)結(jié)束的情況。
<formula>formula see original document page 19</formula>另一方面，在接收處理中，Rx單元35-1、 35-2、 35-3進(jìn)行 來自物理層31 - 1、 31 - 2、 31 - 3的原數(shù)據(jù)的接收、以及讀入處理等，并將其結(jié)果傳送到RxControl單元36。在RxControl單元36中，統(tǒng) 一進(jìn)行在多個信道中接收到的幀的結(jié)合處理、FCS檢查、向緩存器的 寫入處理、地址解碼處理、信道狀態(tài)處理等。另外，在本實施例中， 在通過各信道接收到的幀的先頭包含MAC地址，因此對來自未預(yù)期 的終端的幀不進(jìn)行處理。另外，在需要進(jìn)行ACK幀的發(fā)送的情況下， 與上述一樣通過ProtocolControl單元38進(jìn)行回送步驟。
另外，圖9是表示以IEEE802.11a為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀格式的圖，圖 10是表示與圖8不同的分割幀的一部分的方法的圖。在圖10中，向 各個分割的FrameBody43 —1、 43-2、 43 - 3附加在IEEE802.il中 規(guī)定的MAC頭41 - 1、 41-2、 41 - 3、 LLC頭ZSNAP頭42 - 1、 42 -2、 42-3、 FCS44-1、 44-2、 44 - 3。
這樣，在本實施例中，例如在家庭/辦公室內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)中將以 IEEE802.11a、 IEEE802.11b、 IEEE802.11g規(guī)格等為基準(zhǔn)的無線信號 分配給多個通信信道而發(fā)送。這時，在MAC中，將幀的一部分作為 分割對象，進(jìn)而向分割后的幀附加分割對象以外的幀，并將其后的幀 分配給各物理層。由此，由于有效地利用無線頻帶，所以與現(xiàn)有技術(shù) 相比能夠大幅度提高吞吐量。另外，由于能夠利用作為已經(jīng)存在的物 理層的IEEE802.11a、 IEEE802.11b、 IEEE802.11g，所以能夠保持對 已經(jīng)存在的系統(tǒng)的向下互換性。另外，本實施例的處理能夠適用于在 空間上具有多個信道的MIMO系統(tǒng)。
實施例3
接著，使用附圖具體說明實施例3的無線通信系統(tǒng)的動作。另外， 在本實施例中，只說明與前面說明了的實施例l和2不同的處理。
圖11是表示將幀分割到多個信道的情況下的一個例子的圖。各 個矩形表示OFDM符號，在幀的最后記栽了由PHY附加的Pad比特 和Tail比特。但是，在圖ll的例子中，由于CH1的OFDM符號數(shù)、 CH2和CH3的OFDM符號數(shù)不同，所以如上述實施例1和2所示那 樣，需要使OFDM符號數(shù)一致。
因此，在本實施例中，如圖12所示，使OFDM符號數(shù)一致。圖
12是表示將幀分割到多個信道的情況下的本實施例的一個例子的圖。 各個矩形表示OFDM符號，在幀的最后記載了由PHY附加的Pad比 特和Tail比特。進(jìn)而，在圖12中，表示了附加表示從MAC由PHY 附加了 Pad比特的情況的MACPad，如上述實施例1和實施例2所示， OFDM符號數(shù)一致的狀態(tài)。另外，作為一個例子，以從CH1到CH3 的順序?qū)γ總€OFDM符號分配各幀。
圖13是表示IEEE802.il的幀的Service的字段的圖。在本實施 例中，向作為現(xiàn)在Reserved確保的Service[7: 15分配表示MACPad 的ON/OFF的MAC—PAD一USAGE字段、分割編號字段、分割總數(shù)字 段、表示是否在多個CH中復(fù)制同一幀的COPY字段。另外，各字段 也可以是任意的順序。
圖14是表示使用多個信道進(jìn)行通信的無線站之間的通信狀況的 圖。首先，在無線站60中，在對幀進(jìn)行了分割時，如圖11所示，在 判斷出在一部分信道中OFDM符號不一致的時刻，例如如圖12所示， 追加MACPad，數(shù)據(jù)跨越到下一個OFDM符號。這時，在發(fā)送幀內(nèi) 的Service字段內(nèi)的MAC_PAD—USAGE字段中記載附加了 MACPad 的情況。另外，在無線站60中，向表示以怎樣的順序?qū)峙涞叫诺?的分割編號字段、以及表示使用幾個信道進(jìn)行通信的分割總數(shù)字段分 別寫入必要的信息，進(jìn)而在向多個信道發(fā)送同 一 幀的情況下，向COPY 字段寫入ON/OFF信息，然后向無線站61發(fā)送所生成的幀。
另外，在本實施例中，向Service字段內(nèi)的Reserved字段分配 MAC—PAD—USAGE字段、分割編號字段、分割總數(shù)字段、COPY字 段，但并不只限于此，也可以對每個信道在MAC或PHY中對幀進(jìn)行 擴(kuò)展。
另一方面，在接收側(cè)的無線站61中，在從發(fā)送側(cè)的無線站60接 收到幀的情況下，確認(rèn)MAC—PAD—USAGE字段、分割編號字段、分 割總數(shù)字段、COPY字段。
另外，在COPY字段中復(fù)制了幀的情況下，從各信道的接收幀 中使用正常接收到的幀進(jìn)行以下的動作。另外，在COPY字段中表示 分割幀進(jìn)行發(fā)送的情況下，根據(jù)分割編號字段、分割總數(shù)字段，進(jìn)行 對分割的幀進(jìn)行結(jié)合的處理。這時，根據(jù)在各信道中通知的
MAC—PAD_USAGE字段，檢查在MAC或PHY中追加了的Pad比 特的信息，進(jìn)行刪除不需要的Pad比特的處理。另外，在接收到的信 道比寫入到分割總數(shù)字段中的值少的情況下，表示沒有正常接收到幀 的情況，因此進(jìn)行錯誤處理。
這樣，在本實施例中，發(fā)送側(cè)追加上述MAC—PAD—USAGE字 段、分割編號字段、分割總數(shù)字段、COPY字段。由此，能夠正確地 檢測出在各信道中以怎樣的形式插入了 Pad。另外，由于插入了表示 以怎樣的順序向各信道分配了幀的信息，所以在接收側(cè)，能夠知道幀 的結(jié)合步驟。另外，本實施例的處理也能夠適用于在實施例1和實施 例2中所示的基站和無線終端。
如上所述，本發(fā)明的基站和無線終端對發(fā)送接收以無線LAN標(biāo) 準(zhǔn)化規(guī)格IEEE802.il為基準(zhǔn)的無線信號的通信系統(tǒng)有用，特別適合 于利用多個通信信道實現(xiàn)寬頻帶化的通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)送方法，是使用傳送速率不同的多個通信信道發(fā)送數(shù)據(jù)幀的無線通信系統(tǒng)中的發(fā)送機(jī)所采用的發(fā)送方法，其特征在于包括與各通信信道對應(yīng)地分割1個數(shù)據(jù)幀，使得上述多個通信信道中的發(fā)送短脈沖時間大致相同的幀分配步驟。
2. —種發(fā)送方法，是使用多個天線發(fā)送數(shù)據(jù)幀的無線通信系統(tǒng)中 的發(fā)送方法，其特征在于包括決定各天線的發(fā)送速率的發(fā)送速率決定步驟； 與各天線對應(yīng)地分割1個數(shù)據(jù)幀，使得上述多個天線的發(fā)送短脈 沖時間大致相同的幀分配步驟。
3. —種發(fā)送方法，是使用多個通信信道發(fā)送根據(jù)長度被分類為第 一種和比該第 一種短的第二種的幀的無線通信系統(tǒng)中的發(fā)送機(jī)所采用 的發(fā)送方法，其特征在于包括決定上述各通信信道各自的發(fā)送速率的發(fā)送速率決定步驟； 向上述通信信道分配上述第一或第二種幀的幀分配步驟，其中 在所發(fā)送的幀是上述第一種幀的情況下，在上述發(fā)送速率決定步 驟中，針對上述多個通信信道設(shè)定多個發(fā)送速率，并且在上述幀分配 步驟中，與各通信信道對應(yīng)地分割l個幀，使得被設(shè)定了上述發(fā)送速 率的各通信信道的各個發(fā)送短脈沖時間大致相同， 在所發(fā)送的幀是上述第二種幀的情況下，在上述發(fā)送速率決定步驟中，針對上述多個通信信道設(shè)定共通的 發(fā)送速率，并且在上述幀分配步驟中，將所發(fā)送的幀分配給各通信信 道。
4. 一種發(fā)送方法，是使用多個通信信道發(fā)送數(shù)據(jù)幀和控制幀的無 線通信系統(tǒng)中的發(fā)送機(jī)所釆用的發(fā)送方法，其特征在于包括決定上述各通信信道各自的發(fā)送速率的發(fā)送速率決定步驟； 將上述數(shù)據(jù)幀或控制幀分配給上述通信信道的幀分配步驟，其中 在發(fā)送數(shù)據(jù)幀的情況下，在上述發(fā)送速率決定步驟中，針對上述 多個通信信道設(shè)定多個發(fā)送速率，并且在上述幀分配步驟中，與各通 信信道對應(yīng)地分割l個數(shù)據(jù)幀，使得被設(shè)定了上述發(fā)送速率的各通信 信道的各個發(fā)送短脈沖時間大致相同，在發(fā)送控制幀的情況下，在上述發(fā)送速率決定步驟中，針對上述 多個通信信道設(shè)定共通的發(fā)送速率，并且在上述幀分配步驟中，將所 發(fā)送的控制幀分配給各通信信道。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)送方法，其特征在于 上述控制幀是CTS ( Clear To Send )信號。
6. —種發(fā)送機(jī)，是使用傳送速率不同的多個通信信道發(fā)送數(shù)據(jù)幀 的無線通信系統(tǒng)中的發(fā)送機(jī)，其特征在于包括與各通信信道對應(yīng)地分割1個數(shù)據(jù)幀，使得上述多個通信信道中 的發(fā)送短脈沖時間大致相同的幀分配單元。
7， 一種發(fā)送機(jī)，是使用多個天線發(fā)送數(shù)據(jù)幀的無線通信系統(tǒng)中的 發(fā)送機(jī)，其特征在于包括決定各天線的發(fā)送速率的發(fā)送速率決定單元；與各天線對應(yīng)地分割l個數(shù)據(jù)幀，使得上述多個天線的發(fā)送短脈 沖時間大致相同的幀分配單元。
8. —種發(fā)送機(jī)，是^f吏用多個通信信道發(fā)送根據(jù)長度被分類為第一 種和比該第一種短的第二種的幀的無線通信系統(tǒng)中的發(fā)送機(jī)，其特征 在于包括決定上述各通信信道各自的發(fā)送速率的發(fā)送速率決定單元； 向上述通信信道分配上述第一或第二種幀的幀分配單元，其中 在所發(fā)送的幀是上述第一種幀的情況下，上述發(fā)送速率決定單元 針對上述多個通信信道設(shè)定多個發(fā)送速率，并且上述幀分配單元與各 通信信道對應(yīng)地分割1個幀，使得被設(shè)定了上述發(fā)送速率的各通信信 道的各個發(fā)送短脈沖時間大致相同，在所發(fā)送的幀是上述第二種幀的情況下，率，并且上述幀分配單元將所發(fā)送的幀分配給各通信信道。
9. 一種發(fā)送機(jī)，是使用多個通信信道發(fā)送數(shù)據(jù)幀和控制幀的無線 通信系統(tǒng)中的發(fā)送機(jī)，其特征在于包括決定上述各通信信道各自的發(fā)送速率的發(fā)送速率決定單元； 將上述數(shù)據(jù)幀或控制幀分配給上述通信信道的幀分配單元，其中 在發(fā)送數(shù)據(jù)幀的情況下，上述發(fā)送速率決定單元針對上述多個通信信道設(shè)定多個發(fā)送速率，并且上述幀分配單元與各通信信道對應(yīng)地分割l個數(shù)據(jù)幀，使得被設(shè)定了上述發(fā)送速率的各通信信道的各個發(fā)送短脈沖時間大致相同，在發(fā)送控制幀的情況下，上述發(fā)送速率決定單元針對上述多個通信信道設(shè)定共通的發(fā)送速率，并且上述幀分配單元將所發(fā)送的控制幀分配給各通信信道。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)送機(jī)，其特征在于 上述控制幀是CTS (Clear To Send)信號。
全文摘要
本發(fā)明的基站或無線終端是構(gòu)成利用多個通信信道實現(xiàn)寬頻帶化的無線LAN系統(tǒng)的裝置之一，具備與多個通信信道分別對應(yīng)地，使用對應(yīng)的通信信道發(fā)送接收以已經(jīng)存在的IEEE802.11為基準(zhǔn)的無線信號的多個物理層(31)；在發(fā)送時，將以已經(jīng)存在的IEEE802.11為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀的全部作為分割對象，與各物理層(31)的發(fā)送速率對應(yīng)地從先頭開始對該數(shù)據(jù)幀進(jìn)行分割，并向上述各物理層(31)進(jìn)行分配使得通信信道間的短脈沖時間均等，在接收時，通過與發(fā)送時相反的處理，對在多個通信信道中接收到的幀進(jìn)行結(jié)合的MAC層(32)。
文檔編號H04W74/08GK101350658SQ20081008609
公開日2009年1月21日 申請日期2004年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者永井幸政, 須賀寬祥 申請人:三菱電機(jī)株式會社