JP5149136B2 - 無線通信装置、無線基地局、無線端末局、及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置、無線基地局、無線端末局、及び無線通信方法に関するものである。

近年の無線通信システムでは、無線リソースを効率的に利用するために、複数の無線通信装置が無線リソースを共有しながら通信を行っており、例えば周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ：Frequency Division Multiple Access）方式が用いられている。

一般に、無線通信システムでは、基地局が端末局に対して、周波数分割多重アクセスを行うためのタイムスロット及びサブキャリアの割当てを行っていた。例えば、基地局が、端末局との間の信号の強度を取得し、複数のグループのうち、取得した強度に対応するグループを特定し、特定したグループに対し予め規定されたタイムスロットを選択し、選択したタイムスロットに含まれる複数のサブキャリアから端末局に割り当てるべきサブキャリアを選択し、選択したタイムスロット及びサブキャリアを用いて端末局と通信を実行する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。

上記のような従来の方法では、基地局がネットワーク上の端末局に対し、パイロット信号等の送信を要求して信号強度を取得し、取得した信号の強度に基づいてタイムスロット及びサブキャリアの両方の割当てを行い、割当て情報を報知していた。そのため、選択したタイムスロットに含まれる複数のサブキャリアのすべてが既に他の端末局に割り当てられている場合、基地局は、当該端末局に対し送信電力の低減を指示し、低減された受信強度に応じて再度タイムスロットの選択及びサブキャリアの選択を行う必要があった。

このように、従来の方法では、端末局にタイムスロット及びサブキャリアが割当てられるまでのオーバーヘッドが大きく、ネットワークのスループット特性が劣化するという問題があった。
特開２００８−６０７４３号公報

本発明は、ネットワークのスループット特性を向上させる無線通信装置、無線基地局、無線端末局、及び無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様による無線通信装置は、複数の無線通信装置が複数のサブチャネルを共用して通信する無線通信装置であって、他無線通信装置から、同期パイロットシンボル及び複数のサブフィールドで構成される端末識別フィールドを有する識別信号の送信を要求する要求信号を受信する受信部と、前記要求信号の受信強度を測定する測定部と、前記受信強度に基づいて前記複数のサブフィールドのうちいずれか１つを選択する選択部と、前記端末識別フィールド内の前記選択部により選択されたサブフィールドにおける、予め決められたサブチャネルに信号を設定して前記識別信号を生成する生成部と、前記生成部により生成された前記識別信号を、前記要求信号を受信してから所定時間後に、前記要求信号の送信元へ送信する送信部と、を備えるものである。

本発明の一態様による無線通信装置は、複数の第１無線通信装置と複数のサブチャネルを共用して通信する無線通信装置であって、前記複数の第１無線通信装置の各々に対し、互いに異なるように、前記複数のサブチャネルのうちいずれか１つを割り当てるサブチャネル割当て部と、前記サブチャネル割当て部によるサブチャネルの割当て結果を記憶する記憶部と、前記第１無線通信装置に対して、前記割り当てたサブチャネルの通知と、上りリンク送信要求を問い合わせる問合わせ信号の送信と、を行う送信部と、前記第１無線通信装置が、前記問合わせ信号に応じて、同期パイロットシンボル及び複数のサブフィールドで構成される端末識別フィールドを有し、前記複数のサブフィールドのいずれか１つに前記割り当てられたサブチャネルで信号を設定して送信する上り送信要求信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した前記上り送信要求信号について、前記複数のサブチャネルのいずれに信号が設定されているかを検出し、前記割当て結果を用いて送信元の第１無線通信装置を判定する判定部と、を備えるものである。

本発明の一態様による無線通信装置は、複数のサブチャネルを複数の第１無線通信装置と共用して第２無線通信装置と通信する無線通信装置であって、前記第２無線通信装置により割り当てられたサブチャネルを記憶する記憶部と、前記第２無線通信装置から上りリンク送信要求を問い合わせる問合わせ信号を受信する受信部と、前記問合わせ信号の受信強度を測定する測定部と、前記受信強度に基づいて複数のサブフィールドのうちいずれか１つを選択する選択部と、同期用パイロットシンボル及び前記複数のサブフィールドで構成される端末識別フィールドを有し、前記選択されたサブフィールドにおける前記割り当てられたサブチャネルに信号を設定して上り送信要求信号を生成する生成部と、前記上り送信要求信号を、前記問合わせ信号を受信してから所定時間後に、前記第２無線通信装置へ送信する送信部と、を備えるものである。

本発明の一態様による無線通信装置は、複数の無線通信装置と複数のサブチャネルを共用して通信する無線通信装置であって、予め割り当てられたアドレス情報からハッシュ関数を用いて前記アドレス情報に対応したサブチャネルを生成し、このサブチャネルを選択するサブチャネル選択部と、送信要求を問い合わせる問合わせ信号を受信する受信部と、前記問合わせ信号の受信強度を測定する測定部と、前記受信強度に基づいて複数のサブフィールドのうちいずれか１つを選択するサブフィールド選択部と、同期パイロットシンボル及び前記複数のサブフィールドで構成される端末識別フィールドを有し、前記選択されたサブフィールドにおける前記選択されたサブチャネルに信号を設定して送信要求信号を生成する生成部と、前記送信要求信号を、前記問合わせ信号を受信してから所定時間後に、前記問合わせ信号の送信元へ送信する送信部と、を備えるものである。

本発明によれば、ネットワークのスループット特性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）図１に本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す。無線通信装置１０１〜１０８が、複数のサブチャネルから構成される周波数チャネルを共用して無線通信を行う。無線通信装置の数はこれに限定されない。

無線通信装置１０１〜１０８はそれぞれ端末識別情報要求信号を送信することができる。また、無線通信装置１０１〜１０８はそれぞれ、端末識別情報要求信号の受信に伴い、端末識別情報信号を送信することができる。端末識別情報信号は、各無線通信装置に予め（互いに異なるように）割り当てられたサブチャネルにより送信される。端末識別情報要求信号は、端末識別情報信号の送信を要求する信号である。端末識別情報信号については後述する。

図１は、無線通信装置１０１から送信された端末識別情報要求信号１１に対する応答として、無線通信装置１０２、無線通信装置１０３、及び無線通信装置１０６が、それぞれ予め割り当てられたサブチャネルを用いて端末識別情報信号１２、１３、及び１４を無線通信装置１０１宛てに周波数分割多重により同時送信する例を示している。

図２に無線通信装置１０１のブロック構成を示す。なお、無線通信装置１０２〜１０８は無線通信装置１０１と同様の構成となっている。無線通信装置１０１は、アンテナ１２１、無線部１２２、受信部１２３、フレーム解析部１２４、信号強度測定部１２５、端末判定部１２６、サブフィールド選択部１２７、制御部１２８、フレーム生成部１２９、送信部１３０、タイマー１３１、及びメモリ１３２を備える。

フレーム生成部１２９は、制御部１２８の指示に基づいて送信フレーム（端末識別情報信号、端末識別情報要求信号）を生成する。端末識別情報信号のフォーマットの一例を図３に示す。端末識別情報信号は、同期用パイロット信号（シンボル）５１と端末識別フィールド５２とから構成されている。端末識別フィールド５２は、４つの端末識別用サブフィールドＴＳ１〜ＴＳ４から構成される。また、各端末識別用サブフィールドは８つのサブチャネルＳＣ１〜ＳＣ８で構成される。

無線通信システム内の各無線通信装置は、それぞれのサブフィールドにおいて使用するサブチャネルが予め割当てられている。例えば、無線通信装置１０２には４つのサブフィールドＴＳ１〜ＴＳ４を通してサブチャネルＳＣ２が割当てられている。各無線通信装置のメモリ１３２には、自無線通信装置に割り当てられたサブチャネルの情報が記憶されている。また、端末識別情報要求信号の送信及び端末識別情報信号の受信を行う無線通信装置のメモリ１３２には、他無線通信装置に予め割り当てられているサブチャネルの情報が記憶されている。

フレーム生成部１２９は、端末識別情報信号を生成する際は、制御部１２８により指示されたサブフィールドの、予め割り当てられているサブチャネルに信号を設定する。

送信部１３０は、フレーム生成部１２９で生成された送信フレームを、無線部１２２、アンテナ１２１を介して送信する。

受信部１２３は、アンテナ１２１及び無線部１２２を介して信号を受信する。

フレーム解析部１２４は、受信信号のフレーム解析を行い、受信信号が端末識別情報要求信号であるか否かを判定し、判定結果をサブフィールド選択部１２７へ出力する。フレーム解析部１２４は、判定結果をさらに制御部１２８へ出力してもよい。

信号強度測定部１２５は受信信号（受信した端末識別情報要求信号）の受信強度を測定し、測定結果をサブフィールド選択部１２７へ出力する。

サブフィールド選択部１２７は、受信信号が端末識別情報要求信号であった場合、端末識別情報要求信号に対する応答となる端末識別情報信号の送信に際し使用するサブフィールドを、受信強度に基づいて選択する。サブフィールド選択部１２７は、メモリ１３２に記憶されている受信強度とサブフィールドの関係を示したテーブルを参照して、サブフィールドを選択する。

テーブルの一例を図４に示す。図４に示すように、信号強度が−２０ｄＢｍ以上の場合はサブフィールドＴＳ１を選択し、信号強度が−２０ｄＢｍより小さく−４０ｄＢｍ以上の場合はサブフィールドＴＳ２を選択し、信号強度が−４０ｄＢｍより小さく−６０ｄＢｍ以上の場合はサブフィールドＴＳ３を選択し、信号強度が−６０ｄＢｍより小さい場合はサブフィールドＴＳ４を選択することが規定されている。

サブフィールド選択部１２７は、選択したサブフィールドを制御部１２８へ通知する。

制御部１２８は、サブフィールド選択部１２７の通知を受け取ると、メモリ１３２から自無線通信装置に予め割り当てられているサブチャネルの情報を取り出す。そして、制御部１２８は、フレーム生成部１２９に対し、使用するサブフィールド及びサブチャネルの情報と共に、端末識別情報信号の生成を指示する。

端末判定部１２６は、受信部１２３に入力された受信信号が端末識別情報信号であった場合、端末識別情報信号のサブチャネル情報を取得し、この端末識別情報信号の送信元の無線通信装置の判定（識別）を行う。メモリ１３２には、各無線通信装置に割り当てられているサブチャネルの情報が記憶されており、端末判定部１２６はこの情報を参照し、端末識別情報信号のどのサブチャネルに信号が設定されているかに基づいて、送信元を判定できる。

なお、受信部１２３は、複数の端末からの端末識別情報信号を受信し、端末判定部１２６は各々の端末識別情報信号の送信元を判定できる。

タイマー１３１は制御部１２８により起動、停止が制御される計時手段である。

このように、本実施形態に係る無線通信装置は、端末識別情報要求信号の受信強度に基づくサブフィールドの、予め割り当てられたサブチャネルに信号を設定して端末識別情報信号を送信する。また、無線通信装置は、端末識別情報信号を受信すると、どのサブチャネルに信号が設定されているかによって、端末識別情報信号の送信元を判定する。

端末識別情報信号は、送信元の端末（無線通信装置）に対して予め割り当てられたサブチャネルで送信される信号であり、これを受信した無線通信装置は、どのサブチャネルに信号が設定されているかを検出することで、送信元端末を判別できる。

図１における無線通信装置１０１が端末識別情報要求信号を送信し、他無線通信装置（無線通信装置１０２、１０３、及び１０６）から送信される端末識別情報信号を受信して送信元端末の判定を行うまでの処理の一例を図５に示すフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ１０１）フレーム生成部１２９が、制御部１２８からの指示に基づき端末識別情報要求信号を生成する。そして送信部１３０が、端末識別情報要求信号を、無線部１２２、アンテナ１２１を介して送信する。制御部１２８は例えば、直前に受信したフレームの送信元が不明であるような場合に、端末識別情報要求信号の送信指示を行う。

（ステップＳ１０２）制御部１２８が、端末識別情報要求信号が送信された後、予め決められた端末識別情報信号の受信タイムアウトタイマーをタイマー１３１に設定してタイマー１３１を起動する。

（ステップＳ１０３）他無線通信装置からの端末識別情報信号を受信したか否かが判定される。受信していない場合はステップＳ１０４へ進み、受信した場合はステップＳ１０５へ進む。

（ステップＳ１０４）タイマー１３１がタイムアウトしたか否かを判定する。タイムアウトしていない場合はステップＳ１０３に戻り、タイムアウトとなった場合は処理を終了する。

（ステップＳ１０５）端末判定部１２６が受信部１２３から端末識別情報信号のサブチャネル情報を取得する。

（ステップＳ１０６）端末判定部１２６が、サブチャネル情報に基づいて、端末識別情報信号を送信した無線通信装置の判定を行う。

次に、無線通信装置（無線通信装置１０２、１０３、１０６）が、（無線通信装置１０１から送信された）端末識別情報要求信号を受信してから端末識別情報信号を送信するまでの処理を図６に示すフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ１５１）フレーム解析部１２４が、アンテナ１２１、無線部１２２を介して受信部１２３に入力された受信信号のフレーム解析を行い、端末識別情報要求信号であると判定し、判定結果をサブフィールド選択部１２７へ出力する。

（ステップＳ１５２）信号強度測定部１２５が、受信信号強度を測定する。

（ステップＳ１５３）サブフィールド選択部１２７が、信号強度測定部１２５で測定された端末識別情報要求信号の受信強度に基づいて、端末識別情報を送信するサブフィールドを選択する。例えば、サブフィールド選択部は、メモリ１３２に記憶されている図４に示すテーブルを参照し、端末識別情報要求信号の受信強度が−５０ｄＢｍである場合には、サブフィールドＴＳ３を選択する。

（ステップＳ１５４）制御部１２８が、ステップＳ１５３で選択されたサブフィールドにおける、自無線通信装置に予め割り当てられたサブチャネルに信号を設定した端末情報要求信号を生成するようにフレーム生成部１２９を制御する。

（ステップＳ１５５）制御部１２８が、端末識別情報信号送信タイミングか否かを判定する。送信タイミングであればステップＳ１５６へ進み、送信タイミングでなければ送信タイミングとなるまで待つ。

（ステップＳ１５６）送信部１３０が、フレーム生成部１２９により生成された端末識別情報信号を、無線部１２２及びアンテナ１２１を介して送信する。例えば、自無線通信装置に、サブチャネルＳＣ２が予め割当てられている場合、サブフィールドＴＳ３のサブチャネルＳＣ２を利用して端末識別情報信号が送信される。

なお、ステップＳ１５５における送信タイミングは同一ネットワーク上のすべての無線通信装置で同じになっている。従って、端末識別情報信号を受信する無線通信装置は、複数の無線通信装置から端末識別情報信号が送信されても、正しく受信できる。

このように、本実施形態に係る無線通信装置は、端末識別情報要求信号の受信強度に対応した送信サブフィールドを自立的に選択し、予め割当てられたサブチャネルで端末識別情報信号を送信するため、サブフィールド及びサブチャネルの再割り当てが発生することがない。従って、サブフィールド及びサブチャネル割当てのオーバーヘッドを削減することができるので、ネットワークのスループット特性を向上することができる。

また、端末識別情報要求信号の受信強度に応じてサブフィールドが選択されるため、複数の端末から同一のサブフィールドで送信された端末識別情報信号は同じような強度となり、互いに影響されることが少なく、受信性能を向上できる。

（第２の実施形態）図７に本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す。無線基地局２０１と無線端末局２０２〜２０８が、複数のサブチャネルから構成される周波数チャネルを共用して無線通信を行う。端末の数はこれに限定されない。

無線基地局２０１は、上り送信要求問合わせ信号を送信する。無線端末局２０２〜２０７はそれぞれ、上り送信要求問合わせ信号の受信に伴い、上り送信要求信号を送信することができる。上り送信要求信号は、各無線端末局に予め（互いに異なるように）割り当てられたサブチャネルにより送信される。

上り送信要求問合わせ信号は、上りリンク送信要求を問い合わせる信号であり、上記第１の実施形態における端末識別情報要求信号と同様の信号である。また、上り送信要求信号は、上記第１の実施形態における端末識別情報信号と同様の信号であり、図３に示すようなフォーマットになっている。

無線端末局２０２〜２０８は無線基地局２０１に対し、ネットワークへの登録を要求する登録要求フレームを送信する。また、無線基地局２０１は、登録要求フレームに対する応答として、無線端末局２０２〜２０８へ、登録の許可／拒絶を示す登録応答フレームを送信する。

図７は、無線基地局２０１から送信された上り送信要求問合わせ信号２１に対する応答として、無線端末局２０２、２０３、及び２０６が、それぞれ予め割り当てられたサブチャネルを用いて上り送信要求信号２２、２３、及び２４を無線基地局２０１宛てに周波数分割多重により同時送信する例を示している。

図８に無線基地局２０１のブロック構成を示す。無線基地局２０１は、アンテナ２２１、無線部２２２、受信部２２３、フレーム解析部２２４、端末判定部２２５、サブチャネル割当て部２２６、タイマー２２７、制御部２２８、フレーム生成部２２９、送信部２３０、及びメモリ２３１を備える。

フレーム生成部２２９は、制御部２２８の指示に基づいて送信フレーム（登録応答フレーム、上り送信要求問合わせ信号）を生成する。また、フレーム生成部２２９は、登録許可を示す登録応答フレームを送信する際に、この登録応答フレームに、送信先の無線端末局に割り当てるサブチャネルの情報を記載しておく。サブチャネルの割当てはサブチャネル割当て部２２６が行い、割当て結果はメモリ２３１に記憶される。ここで、無線端末局には互いに異なるサブチャネルが割り当てられるようにする。

送信部２３０は、フレーム生成部２２９で生成された送信フレームを、無線部２２２、アンテナ２２１を介して送信する。フレーム生成部２２９が送信部２３０に含まれるようにしてもよい。

受信部２２３は、アンテナ２２１及び無線部２２２を介して信号を受信する。

フレーム解析部２２４は、受信信号のフレーム解析を行い、受信信号が登録要求フレームであるか否か、又は受信信号が上り送信要求信号であるか否かを判定し、判定結果を制御部２２８へ出力する。

制御部２２８は、受信信号が登録要求フレームである場合、この登録要求フレームの送信元である無線端末局を登録許可するか又は登録拒絶するかを判定し、判定結果を示す登録応答フレームの生成をフレーム生成部２２９に指示する。制御部２２８は、登録許可と判定した場合、サブチャネル割当て部２２６に、当該無線端末局にサブチャネルの割当てを行うよう指示し、割当て結果を受け取る。

端末判定部２２５は、受信部２２３に入力された受信信号が上り送信要求信号であった場合、上り送信要求信号のサブチャネル情報を取得し、この上り送信要求信号の送信元の無線端末局の判定（識別）を行う。メモリ２３１には、各無線端末局に割り当てられているサブチャネルの情報（割当て結果）が記憶されているため、端末判定部２２５は、この情報を参照し、上り送信要求信号のどのサブチャネルに信号が設定されているかに基づいて、送信元を判定できる。

なお、受信部２２３は、複数の無線端末局からの上り送信要求信号を受信し、端末判定部２２５は各々の上り送信要求信号の送信元を判定できる。

図９に端末判定部２２５の概略構成を示す。端末判定部２２５は、フーリエ変換部２４１、サブチャネル電力測定部２４２、及び閾値判定部２４３を有する。このような構成の端末判定部２２５による端末判定処理を図１０に示すフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ２４１）フーリエ変換部２４１が、入力された信号のフーリエ変換処理を行い、時間軸方向の信号を周波数軸方向の信号に変換する。

（ステップＳ２４２）サブチャネル電力測定部２４２が、フーリエ変換部２４１において変換された周波数軸方向信号のうち、いずれか１つのサブチャネル（周波数帯）の電力測定を行う。

（ステップＳ２４３）閾値判定部２４３が、サブチャネル電力測定部２４２により測定されたサブチャネルの電力を予め決められた閾値と比較する。閾値以上であればステップＳ２４４へ進み、閾値未満であればステップＳ２４５へ進む。

（ステップＳ２４４）当該サブチャネルが割当てられた無線端末局からの上り送信要求があると判定する。

（ステップＳ２４５）当該サブチャネルが割当てられた無線端末局からの送信要求は無いと判定する。

（ステップＳ２４６）選択していないサブチャネルが残っているか否かが判定される。サブチャネルが残っていればステップＳ２４２に戻り、残っていない場合は処理を終了する。

このように、端末判定部２２５は、サブチャネル電力のあり／なしで、上り送信要求端末の判定を行う。

タイマー２２７は制御部２２８により起動、停止が制御される計時手段である。

無線基地局２０１によるサブチャネル割当てから端末判定までの処理の一例を図１１に示すフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ２０１）フレーム解析部２２４が、アンテナ２２１、無線部２２２を介して受信部２２３に入力された受信信号のフレーム解析を行い、無線端末局からの登録要求フレームであるか否かを判定する。登録要求フレームである場合はステップＳ２０２へ進み、登録要求フレームでない場合は、ステップＳ２０６へ進む。

（ステップＳ２０２）制御部２２８が、登録要求フレームの送信元である無線端末局をネットワークに登録するか否か判定する。制御部２２８は、例えば、ネットワークに登録済みの無線端末局の台数や、設定済みの送信トラフィックの負荷等に基づいて登録するか否か判断する。

登録を許可する場合はステップＳ２０３へ進み、登録を拒絶する場合はステップＳ２０５へ進む。

（ステップＳ２０３）サブチャネル割当て部２２６が、当該無線端末局に上り送信要求信号を送信する際に使用するサブチャネルを割当てる。割り当てられたサブチャネルの情報（割当て結果）はメモリ２３１に記憶される。

（ステップＳ２０４）フレーム生成部２２９が、登録許可を示した情報とサブチャネル割当て情報を記載した登録応答フレームを生成する。そして、送信部２３０が、この登録応答フレームを、無線部２２２、およびアンテナ２２１を介して送信する。

（ステップＳ２０５）フレーム生成部２２９が、登録拒絶を示した登録応答フレームを生成する。そして、送信部２３０が、この登録応答フレームを、無線部２２２、およびアンテナ２２１を介して送信する。

（ステップＳ２０６）制御部２２８が、上り送信要求問合せ信号を送信するか否か判定する。上り送信要求問合せ信号の送信タイミングでなければステップＳ２０１に戻り、上り送信要求問合せ信号の送信タイミングであればステップＳ２０７へ進む。

（ステップＳ２０７）フレーム生成部２２９が、制御部２２８の指示に基づいて、上り送信要求問合せ信号を生成する。そして、送信部２３０が、無線部２２２及びアンテナ２２１を介して上り送信要求問合せ信号を送信する。制御部２２８は例えば、上りリンク期間の開始を判断したような場合に、端末に対して上り送信要求があるか否か問合せる目的で、上り送信要求問合せ信号をブロードキャスト送信する。

（ステップＳ２０８）制御部２２８が、上り送信要求問合せ信号が送信された後、予め決められた上り送信要求信号の受信タイムアウトタイマーをタイマー２２７に設定して、タイマー２２７を起動する。

（ステップＳ２０９）無線端末局からの上り送信要求信号を受信したか否か判定される。受信していない場合はステップＳ２１０へ進み、受信した場合はステップＳ２１１へ進む。

（ステップＳ２１０）タイマー２２７がタイムアウトしたか否かが判定される。タイムアウトしていない場合はステップＳ２０９に戻り、タイムアウトとなった場合は処理を終了する。

（ステップＳ２１１）端末判定部２２５が、受信部２２３が受信した上り送信要求信号からサブチャネル情報を取得する。

（ステップＳ２１２）端末判定部２２５が、取得したサブチャネル情報を用いて、メモリ２３１に記憶されているサブチャネルの割当て結果を参照し、上り送信要求信号を送信した無線端末局の判定（識別）を行う。端末判定部２２５は、判定結果を制御部２２８へ通知する。

続いて、無線端末局２０２の構成を図１２に示すブロック構成図を用いて説明する。無線端末局２０３〜２０８は無線端末局２０２と同様の構成となっている。無線端末局２０２は、アンテナ２６１、無線部２６２、受信部２６３、フレーム解析部２６４、信号強度測定部２６５、サブフィールド選択部２６６、メモリ２６７、タイマー２６８、制御部２６９、フレーム生成部２７０、送信部２７１、及びデータ記憶部２７２を備える。

フレーム生成部２７０は、制御部２６９の指示に基づいて送信フレーム（登録要求フレーム、上り送信要求信号）を生成する。上り送信要求信号のフォーマットは、図３に示す上記第１の実施形態における端末識別情報信号と同様である。すなわち、上り送信要求信号は、同期用パイロット信号と端末識別フィールドとから構成される。端末識別フィールドは、複数の端末識別用サブフィールドから構成され、各端末識別用サブフィールドでは複数のサブチャネルに信号を設定できる。

フレーム生成部２７０は、上り送信要求信号を生成する際は、制御部２６９により指示されたサブフィールドのサブチャネルに信号を設定する。

送信部２７１は、フレーム生成部２７０で生成された送信フレームを、無線部２６２、アンテナ２６１を介して送信する。

受信部２６３は、アンテナ２６１及び無線部２６２を介して信号を受信する。

フレーム解析部２６４は、受信信号のフレーム解析を行い、受信信号が登録応答フレームであるか否か、又は上り送信要求問合わせ信号であるか否かを判定し、判定結果を制御部２６９へ出力する。

フレーム解析部２６４は、受信信号が登録許可を示す登録応答フレームである場合、この登録応答フレームに記載されている割当てサブチャネル情報を取得し、制御部２６９へ出力する。

信号強度測定部２６５は、受信した上り送信要求問合わせ信号の受信強度を測定し、測定結果をサブフィールド選択部２６６へ出力する。

サブフィールド選択部２６６は、上り送信要求信号の送信に際し使用するサブフィールドを、信号強度測定部２６５から受け取った受信強度に基づいて選択する。サブフィールド選択部２２６は、メモリ２６７に記憶されている受信強度とサブフィールドの関係を示したテーブルを制御部２６９から受け取り、このテーブルを参照して、サブフィールドを選択する。テーブルは、図４に示す上記第１の実施形態におけるテーブルと同様のものである。このテーブルは、例えば、無線基地局２０１が定期的に送信するビーコンに設定して、無線端末局２０２〜２０８に報知する。

サブフィールド選択部２６６は、選択したサブフィールドを制御部２６９へ通知する。

制御部２６９は、フレーム解析部２６４から登録応答フレームに記載されていた割当てサブチャネル情報を受け取ると、これをメモリ２６７に記憶させる。また、制御部２６９は、フレーム解析部２６４から受信信号が上り送信要求問合わせ信号であるという判定結果を受け取ると、メモリ２６７から前記テーブル（受信強度とサブフィールドの関係を示したテーブル）を取り出し、サブフィールド選択部２６６へ出力する。

また、制御部２６９は、サブフィールド選択部２６６から選択したサブフィールドの通知を受け取ると、メモリ２６７からサブチャネル割当て情報を取り出す。そして、制御部２６９は、フレーム生成部２７０に対し、使用するサブフィールド及びサブチャネルの情報と共に、上り送信要求信号の生成を指示する。

タイマー２６８は、制御部２６９により起動、停止が制御される計時手段である。データ記憶部２７２は、上り送信データを記憶することができる。

無線基地局２０２による登録要求フレームの送信から上り送信要求信号の送信までの処理の一例を図１３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、受信強度とサブフィールドの関係を示すテーブルは既にメモリ２６７に記憶されているものとする。

（ステップＳ２５１）フレーム生成部２７０が、制御部２６９の指示に基づき登録要求フレームを生成する。そして、送信部２７１が登録要求フレームを、無線部２６２及びアンテナ２６１を介して送信する。

（ステップＳ２５２）制御部２６９が、登録要求フレームが送信された後、予め決められたタイムアウト時間をタイマー２６８に設定しタイマー２６８を起動する
（ステップＳ２５３）フレーム解析部２６４が、アンテナ２６１及び無線部２６２を介して受信部２６３に入力された受信信号のフレーム解析を行い、登録応答フレームを受信したか否かを判定する。登録応答フレームを受信していない場合はステップＳ２５４へ進み、登録応答フレームを受信した場合はステップＳ２５５へ進む。

（ステップＳ２５４）タイムアウトであるか否かの判定が行われる。タイムアウトであれば処理を終了し、タイムアウトでなければステップＳ２５３に戻る。

（ステップＳ２５５）登録応答フレームが登録許可を示すか否か判定される。登録許可を示す場合はステップＳ２５６へ進み、登録拒絶を示す場合は処理を終了する。

（ステップＳ２５６）登録応答フレームに記載されたサブチャネル割当て情報をメモリ２６７に記憶する。

（ステップＳ２５７）フレーム解析部２６４が、アンテナ２６１及び無線部２６２を介して受信部２６３に入力された受信信号のフレーム解析を行い、上り送信要求問合せ信号を受信したか否か判定する。上り送信要求問合せ信号を受信した場合はステップＳ２５８へ進み、受信していない場合は受信するまで待つ。

（ステップＳ２５８）信号強度測定部２６５が、上り送信要求問合せ信号の受信強度を測定する。

（ステップＳ２５９）制御部２２９が、データ記憶部２７２に問い合わせ、上り送信データがあるか否かを判定する。上り送信データがある場合はステップＳ２６０へ進み、上り送信データが無い場合は処理を終了する。

（ステップＳ２６０）サブフィールド選択部２６６が、ステップＳ２５８で測定された受信強度に基づいて、上り送信要求信号を送信するサブフィールドを選択する。例えば、上り送信要求信号の受信強度が−５０ｄＢｍであり、図４に示すようなテーブルを参照する場合、サブフィールドＴＳ３を選択する。

（ステップＳ２６１）制御部２６９が、ステップＳ２５６で記憶部２６７に記憶させたサブチャネル割当て情報を取得する。そして、制御部２６９は、フレーム生成部２７０に対し、ステップＳ２６０で選択されたサブフィールド及びメモリ２６７に記憶されたサブチャネル割当て情報によって定まるサブチャネルに信号をマッピングして、上り送信要求信号を生成するよう指示する。

（ステップＳ２６２）制御部２６９が、予め決められた上り送信要求信号送信タイミングか否かを判定する。送信タイミングであればステップＳ２６３へ進み、送信タイミングでなければ送信タイミングとなるまで待つ。なお、送信タイミングは同一ネットワーク上のすべての無線端末局で同じになっている。

（ステップＳ２６３）送信部２７１が、無線部２６２及びアンテナ２６１を介して、上り送信要求信号を送信する。

このように、本実施形態では、無線端末局が、無線基地局から送信された上り送信要求問合せ信号の受信強度に対応した送信サブフィールドを自立的に選択し、予め無線基地局により割当てられたサブチャネルに信号をマッピングして上り送信要求信号を送信することにより、サブフィールド及びサブチャネルの再割り当てが発生せず、サブフィールドとサブチャネル割当てのオーバーヘッドを削減することができる。従って、サブフィールド及びサブチャネル割当てのオーバーヘッドを削減することができるので、ネットワークのスループット特性を向上することができる。

また、端末識別情報要求信号の受信強度に応じてサブフィールドが選択されるため、複数の端末から同一のサブフィールドで送信された端末識別情報信号は互いに影響されることが少なく、受信性能を向上でき、無線基地局における遠近問題を解決できる。

（第３の実施形態）図１４に本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す。上記第２の実施形態と同様に、無線基地局３０１と無線端末局３０２〜３０８が、複数のサブチャネルから構成される周波数チャネルを共用して無線通信を行う。端末の数はこれに限定されない。

図１４は、無線基地局３０１から送信された上り送信要求問合わせ信号３１に対する応答として、無線端末局３０２、３０３、及び３０６が、それぞれ予め割り当てられたサブチャネルを用いて上り送信要求信号３２、３３、及び３４を無線基地局３０１宛てに周波数分割多重により同時送信する例を示している。

図１５に、無線基地局３０１から送信される上り送信要求問合わせ信号３１のフレームフォーマットの一例を示す。上り送信要求問合せ信号３１は、フレーム種別フィールド３１ａ及び送信電力フィールド３１ｂを有する。フレーム種別フィールド３１ａには当該フレームが上り送信要求問合せ信号であることを示す予め決められた識別子が記載される。送信電力フィールド３１ｂには当該上り送信要求問合せ信号を送信する際の送信電力が記載される。例えば、上り送信要求問合せ信号が１０ｄＢｍの送信電力で送信される場合には、送信電力フィールド３１ｂに「１０ｄＢｍ」を表す符号が記載される。

無線端末局３０２〜３０７はそれぞれ、上り送信要求問合わせ信号の受信に伴い、上り送信要求信号を送信することができる。上り送信要求信号は、無線端末局３０１により、各無線端末局に予め（互いに異なるように）割り当てられたサブチャネルで送信される。

図１６に無線基地局３０１のブロック構成を示す。無線基地局３０１は、上記第２の実施形態に係る無線基地局２０１と同様に、アンテナ２２１、無線部２２２、受信部２２３、フレーム解析部２２４、端末判定部２２５、サブチャネル割当て部２２６、タイマー２２７、制御部２２８、フレーム生成部２２９、送信部２３０、及びメモリ２３１を備える。各部の動作は上記第２の実施形態と同様であるため、説明を省略する。但し、制御部２２８が無線部２２２に対して信号送信電力を設定できる点が異なる。

このような無線基地局３０１によるサブチャネル割当てから端末判定までの処理の一例を図１７に示すフローチャートを用いて説明する。ステップＳ３０１〜Ｓ３０６は上記第２の実施形態におけるステップＳ２０１〜Ｓ２０６と同じであるため、説明を省略する。

（ステップＳ３０７）制御部２２８が、フレーム生成部２２９に上り送信要求問合せ信号を送信する際の送信電力値Ｐを出力する。フレーム生成部２２９は、制御部２２８から入力された送信電力値Ｐを、上り送信要求問合せ信号３１の送信電力フィールド３１ｂに設定する。また、フレーム生成部２２９は、上り送信要求問合せ信号３１のフレーム種別フィールド３１ａに、上り送信要求問合せ信号であることを示す識別子を設定する。

（ステップＳ３０８）制御部２２８が、無線部２２２に上り送信要求問合せ信号の送信電力値Ｐを出力する。送信部２３０が、無線部２２２及びアンテナ２２１を介して上り送信要求問合せ信号を送信する。この時、無線部２２２により、上り送信要求問合せ信号の送信電力値がＰに設定される。

ステップＳ３０９〜Ｓ３１３は、上記第２の実施形態におけるステップＳ２０８〜Ｓ２１２と同じであるため、説明を省略する。

続いて、無線端末局３０２の構成を図１８に示すブロック構成図を用いて説明する。無線端末局３０３〜３０８は無線端末局３０２と同様の構成となっている。無線端末局３０２は、図１２に示す無線端末局２０２に、さらに伝播ロス計算部３５１及び受信電力推定部３５２を備えた構成となっている。

フレーム解析部２６４は、受信した上り送信要求問合わせ信号の送信電力フィールドに記載されている送信電力値を抽出し、伝播ロス計算部３５１へ出力する。また、信号強度測定部２６５は、上り送信要求問合わせ信号の受信強度を測定し、伝播ロス計算部３５１へ出力する。

伝播ロス計算部３５１は、フレーム解析部２６４が抽出した送信電力値と信号強度測定部２６５が測定した受信強度から、伝播ロスを計算する。例えば、フレーム解析部２６４が抽出した送信電力値が１５ｄＢｍで、信号強度測定部２６５が測定した受信強度が−４０ｄＢｍである場合、伝播ロスは１５−（−４０）＝５５ｄＢｍと計算される。

受信電力推定部３５２は、無線端末局３０２の送信電力と伝播ロス計算部３５１が計算した伝播ロスの値から、無線基地局３０１における受信電力を推定する。例えば、無線端末局３０２が上り送信要求信号を送信する際の送信電力が１０ｄＢｍ、伝播ロス計算部３５１が計算した伝播ロスが５５ｄＢであった場合、無線基地局３０１での受信電力は１０−５５＝−４５ｄＢｍと算出される。

サブフィールド選択部２６６は、受信電力推定部３５２が推定した無線基地局３０１における受信電力の推定値から、例えば、予め決められたフェージング等によるマージンを差し引いた値に基づいて、上り送信要求信号を送信するサブフィールドを選択する。例えば、予め決められたマージンが５ｄＢであり、受信電力推定部３５２が推定した無線基地局３０１における受信電力の推定値が−４５ｄＢｍである場合、−４５−５＝−５０ｄＢｍの値に基づいて上り送信要求信号を送信するサブフィールドを選択する。

端末識別用サブフィールドと信号強度の範囲の対応関係が、図４に示すテーブルのように決められている場合、サブフィールド選択部２６６は、サブフィールドＴＳ３を選択する。

無線端末局３０２による登録要求フレームの送信から上り送信要求信号の送信までの処理の一例を図１９に示すフローチャートを用いて説明する。ステップＳ３５１〜Ｓ３５９は上記第２の実施形態におけるステップＳ２５１〜Ｓ２５９と同様であるため、説明を省略する。

（ステップＳ３６０）フレーム解析部２６４が、受信した上り送信要求問合せ信号の送信電力フィールドから、送信電力値を抽出する。

（ステップＳ３６１）伝播ロス計算部３５１が、フレーム解析部２６４がステップＳ３６０で抽出した送信電力値と、信号強度測定部２６５がステップＳ３５８で測定した受信強度から、伝播ロスを計算する。

（ステップＳ３６２）受信電力推定部３５２が、無線端末局３０２の送信電力と、伝播ロス計算部３５１が計算した伝播ロスの値から、無線基地局３０１における受信電力を推定する。

（ステップＳ３６３）サブフィールド選択部２６６が、受信電力推定部３５２により推定された無線基地局３０１における受信電力の推定値から、上り送信要求信号を送信するサブフィールドを選択する。無線基地局３０１における受信電力の推定値から、予め決められたフェージング等によるマージンを差し引いた値に基づいてサブフィールドを選択してもよい。

ステップＳ３６４〜Ｓ３６６は上記第２の実施形態におけるステップＳ２６１〜Ｓ２６３と同様であるため、説明を省略する。

このように、本実施形態では、上記第２の実施形態と同様に、サブフィールド及びサブチャネル割当てのオーバーヘッドを削減することができるので、ネットワークのスループット特性を向上することができる。

さらに、本実施形態では、無線基地局が上り送信要求問合わせ信号に送信電力値を記載することで、無線端末局は、無線基地局による上り送信要求信号の受信強度を推定できる。無線端末局は、推定した受信強度に対応したサブフィールドを選択して上り送信要求信号を送信するので、サブフィールド選択の精度が高まり、無線基地局における上り送信要求信号を送信した端末の検出精度を高めることができる。

（第４の実施形態）本発明の第４の実施形態に係る無線基地局４０１と無線端末局４０２〜４０８は、図１２に示す上記第３の実施形態に係る無線基地局３０１と無線端末局３０２〜３０８と同様に、無線基地局４０１と無線端末局４０２〜４０８が、複数のサブチャネルから構成される周波数チャネルを共用して無線通信を行う。

図２０に無線端末局４０２のブロック構成を示す。無線端末局４０２は、上記第３の実施形態に係る無線端末局３０２にさらにＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）用パイロット（既知信号）挿入部４５１を備えた構成となっている。無線端末局４０３〜４０８は無線端末局４０２と同様の構成となっている。

無線端末局４０２から送信される上り送信要求信号のフォーマットの一例を図２１に示す。上り送信要求信号は、図３に示すフォーマットのサブフィールドＴＳ１〜ＴＳ４に、ＡＧＣ用パイロットフィールドＡＰＦ１〜ＡＰＦ４を追加したものである。ＡＧＣ用パイロットフィールドＡＰＦ１〜ＡＰＦ４はそれぞれ、サブチャネルＳＣ１〜ＳＣ８の各々に対応するシンボルにより構成される。

ＡＧＣ用パイロット挿入部４５１は、上り送信要求信号を生成する際に、選択されたサブフィールドの、割り当てられたサブチャネルに対応するパイロットフィールドに予め決められた信号を設定する。

このような無線端末局４０２による登録要求フレームの送信から上り送信要求信号の送信までの処理の一例を図２２に示すフローチャートを用いて説明する。ステップＳ４５１〜Ｓ４６４は、上記第３の実施形態におけるステップＳ３５１〜Ｓ３６４と同様であるため説明を省略する。

（ステップＳ４６５）ＡＧＣ用パイロット挿入部４５１が、ステップＳ４６３で選択されたサブフィールド、及び無線端末局４０２に割り当てられたサブチャネル（ステップＳ４５６でメモリ２６７に記憶したサブチャネル割当て情報）に対応するＡＧＣ用パイロットフィールドに、予め決められた信号をマッピングする。言い換えれば、ＡＧＣ用パイロット挿入部４５１が、ステップＳ４６４で信号がマッピングされたサブフィールドの直前のＡＧＣ用パイロットフィールドに、信号をマッピングする。

ステップＳ４６６、Ｓ４６７は、上記第３の実施形態におけるステップＳ３６５、Ｓ３６６と同様であるため説明を省略する。

続いて、無線基地局４０１の構成を図２３に示すブロック構成図を用いて説明する。無線基地局４０１は、図１６に示す無線基地局３０１に、さらに利得調整部４１１、時間同期部４１２、ＡＧＣパイロット電力測定部４１３、及びＡＧＣ制御部４１４を備えた構成となっている。

利得調整部４１１はＡＧＣ制御部４１４から出力される利得調整値に基づいてアンテナ２２１、無線部２２２を介して受信した信号の利得を調整して、受信部２２３へ出力する。時間同期部４１２は、上り送信要求信号に含まれる同期用パイロット信号を用いて時間同期処理を行い、端末識別用フィールドの開始位置を検出する。

ＡＧＣパイロット電力測定部４１３は、上り送信要求信号のサブフィールドに含まれるＡＧＣパイロットの電力測定を行う。ＡＧＣ制御部４１４は、測定されたＡＧＣパイロットの電力に基づいて利得の調整値を算出し、利得調整部４１１へ出力する。これにより、各サブフィールドの信号が適正なレベルに調整される。

このような無線基地局４０１によるサブチャネル割当てから端末判定までの処理の一例を図２４に示すフローチャートを用いて説明する。ステップＳ４０１〜Ｓ４１１は上記第３の実施形態におけるステップＳ３０１〜Ｓ３１１と同じであるため、説明を省略する。

（ステップＳ４１２）時間同期部４１２が、上り送信要求信号に含まれる同期用パイロット信号を用いて時間同期処理を行う。時間同期処理は、例えば、送受信端末間で既知である同期用パイロット信号のマッチトフィルタ処理を行い、受信した信号のタイミング情報を得る処理である。図２１に示すような上り送信要求信号からは、端末識別用フィールドの開始位置情報が取得される。

（ステップＳ４１３）ＡＧＣパイロット電力測定部４１３が、複数のサブフィールドのうちのいずれか１つのサブフィールドに対応したＡＧＣパイロットの電力測定を行う。

（ステップＳ４１４）ＡＧＣ制御部４１４が、ＡＧＣパイロット電力測定部４１３により測定されたＡＧＣパイロットの電力に基づいて利得の調整値の計算を行い、計算結果を利得調整部４１１へ出力する。利得調整部４１１は、受け取った調整値に基づいて、受信信号の利得調整を行う。

（ステップＳ４１５）端末判定部２２５が、利得調整部４１１で利得調整された上り送信要求信号からサブチャネル情報を取得する。

（ステップＳ４１６）端末判定部２２５が、取得したサブチャネル情報を用いて、メモリ２３１に記憶されているサブチャネルの割当て情報を参照し、上り送信要求信号を送信した無線端末局の判定を行う。

（ステップＳ４１７）上り送信要求信号に端末識別用サブフィールドが残っているか否かが判定される。残っていればステップＳ４１３に戻り、残っていなければ処理を終了する。ステップＳ４１３〜Ｓ４１６の処理は、上り送信要求信号内の予め決められた端末識別用サブフィールドの個数と同じ回数行われる。

このように、本実施形態では、上記第２、第３の実施形態と同様に、サブフィールド及びサブチャネル割当てのオーバーヘッドを削減することができるので、ネットワークのスループット特性を向上することができる。

さらに、本実施形態では、それぞれのサブフィールドにおける上り送信要求信号を適正なレベルでＡ／Ｄ変換することが可能となるため、上り送信要求信号を送信した端末の検出精度をさらに高めることができる。

（第５の実施形態）本発明の第５の実施形態に係る無線基地局５０１と無線端末局５０２〜５０８は、図１２に示す上記第３の実施形態に係る無線基地局３０１と無線端末局３０２〜３０８と同様に、無線基地局５０１と無線端末局５０２〜５０８が、複数のサブチャネルから構成される周波数チャネルを共用して無線通信を行う。また、本実施形態では、無線基地局５０１が上り送信要求信号を送信した無線端末局５０２〜５０８の判定を行う際に、信号強度に加えて位相情報を利用する。

図２５に無線端末局５０２のブロック構成を示す。無線端末局５０２は、上記第４の実施形態に係る無線端末局４０２にさらに伝送路推定用パイロット（既知信号）挿入部５５１を備えた構成となっている。無線端末局５０３〜５０８は無線端末局５０２と同様の構成となっている。伝送路推定用パイロット挿入部５５１は上り送信要求信号に伝送路推定用パイロット信号を挿入する。

無線端末局５０２から送信される上り送信要求信号のフォーマットの一例を図２６に示す。上り送信要求信号は、図２１に示すフォーマットのサブフィールドＴＳ１〜ＴＳ４に、伝送路推定用パイロットフィールドＴＰＦ１〜ＴＰＦ４を追加したものである。伝送路推定用パイロットフィールドＴＰＦ１〜ＴＰＦ４はそれぞれ、サブチャネルＳＣ１〜ＳＣ８の各々に対応するシンボルにより構成される。

伝送路推定用パイロット挿入部５５１は、サブフィールド選択部２６６により選択されたサブフィールド及び割り当てられているサブチャネルによって定まるパイロットフィールドに既知の信号を設定する。

また、無線端末局５０２のフレーム生成部１７０は、上り送信要求信号を生成する際に、サブフィールド選択部２６６により選択されたサブフィールド及び割り当てられているサブチャネルに応じて、マッピングする信号の初期位相を変える。図２７に、サブフィールド及びサブチャネルと、初期位相との対応テーブルの一例を示す。このテーブルはメモリ２６７に記憶されており、制御部２６９がこのテーブルを参照して、サブフィールド選択部２６６の選択及びネットワークへの登録時に自無線端末局に割り当てられていたサブチャネルに対応する初期位相を検出して、フレーム生成部２７０へ通知する。このテーブルは、無線基地局５０１がビーコン信号に設定して定期的に報知する。

このような無線端末局５０２による登録要求フレームの送信から上り送信要求信号の送信までの処理の一例を図２８に示すフローチャートを用いて説明する。ステップＳ５５１〜Ｓ５６３は、上記第４の実施形態におけるステップＳ４５１〜Ｓ４６３と同様であるため説明を省略する。

（ステップＳ５６４）メモリ２６７に記憶されている図２７に示すような初期位相テーブルを参照して、ステップＳ５５６でメモリ２６７に記憶されたサブチャネル割当て情報及びステップＳ５６３で選択されたサブフィールドに対応する初期位相が検出される。そして、フレーム生成部２７０が、選択されたサブフィールドの、割当てられたサブチャネルに、検出された初期位相の信号をマッピングして、上り送信要求信号を生成する。

例えば、サブフィールド選択部２６６がサブフィールドＴＳ２を選択し、サブチャネルＳＣ４が割当てられている場合、図２７の初期位相テーブルに基づいて、初期位相が３π／４の信号がマッピングされる。

（ステップＳ５６７）ＡＧＣ用パイロット挿入部４５１が、ステップＳ５６６で信号がマッピングされたサブフィールド、サブチャネルに対応するＡＧＣ用パイロットフィールドに、予め決められた信号をマッピングする。

（ステップＳ５６８）伝送路推定用パイロット挿入部５５１が、ステップＳ５６６で信号がマッピングされたサブフィールド、サブチャネルに対応する伝送路推定用パイロットフィールドに、予め決められた信号をマッピングする。言い換えれば、伝送路推定用パイロット挿入部５５１が、ステップＳ５６６で信号がマッピングされたサブフィールドと、ステップＳ５６７で信号がマッピングされたＡＧＣ用パイロットフィールドとの間の伝送路推定用パイロットフィールドに、信号をマッピングする。

ステップＳ５６７、Ｓ５６８は、上記第４の実施形態におけるステップＳ４６６、Ｓ４６７と同様であるため説明を省略する。

続いて、無線基地局５０１について説明する。無線基地局５０１は、上記第４の実施形態における無線基地局４０１と比較して、端末判定部２２５以外は同様の構成となっている。無線基地局５０１の端末判定部２２５のブロック構成を図２９に示す。本実施形態の端末判定部２２５は、フーリエ変換部５４１、伝送路補正部５４２、伝送路推定部５４３、サブチャネル電力測定部５４４、サブチャネル位相判定部５４５、閾値判定部５４６、及び要求端末判定部５４７を有する。このような構成の端末判定部２２５の各部の動作を、図３０に示す端末判定部２２５による端末判定処理を示すフローチャートと共に説明する。

（ステップＳ５２１）フーリエ変換部５４１が、入力された上り送信要求信号のフーリエ変換処理を行い、時間軸方向の信号を周波数軸方向の信号に変換する。

（ステップＳ５２２）伝送路推定部５４３が、ステップＳ５２１でフーリエ変換部５４１によりフーリエ変換された信号の内部に保持される伝送路推定用パイロット信号を複素除算し、伝送路応答を推定する。

（ステップＳ５２３）伝送路補正部５４２が、ステップＳ５２１でフーリエ変換部５４１によりフーリエ変換された端末判定用サブフィールド信号に、ステップＳ５２２で伝送路推定部５４３により推定された伝送路応答を乗算し、伝送路補正を行う。

（ステップＳ５２４）サブチャネル電力測定部５４４が、ステップＳ５２３で伝送路補正部５４２により補正された周波数方向の端末判定用サブフィールドにおけるいずれか１つのサブチャネルの電力測定を行う。

（ステップＳ５２５）閾値判定部５４６が、ステップＳ５２４でサブチャネル電力測定部５４４により測定されたサブチャネルの電力と、予め決められた閾値とを比較する。サブチャネル電力が閾値以上であればステップＳ５２６へ進み、閾値未満であればステップＳ５２９へ進む。

（ステップＳ５２６）サブチャネル位相判定部５４５が、当該サブチャネルの位相を検出する。

（ステップＳ５２７）サブチャネル位相判定部５４５が、ステップＳ５２６で検出した位相が、予め決められた象限内に存在するか否か判定する。存在する場合はステップＳ５２８へ進み、存在しない場合はステップＳ５２９へ進む。

（ステップＳ５２８）要求端末判定部５４７が、閾値判定部５４６の判定結果及びサブチャネル位相判定部５４５の判定結果から、当該サブチャネルが割当てられた無線端末局からの上り送信要求があったと判定する。

（ステップＳ５２９）要求端末判定部５４７が、閾値判定部５４６の判定結果及びサブチャネル位相判定部５４５の判定結果から、当該サブチャネルが割当てられた無線端末局からの上り送信要求がなかったと判定する。

（ステップＳ５３０）判定を行うサブチャネルが残っているか否かが判定される。判定を行うサブチャネルが残っている場合はステップＳ５２４に戻り、残っていない場合は処理を終了する。

このように、予め決められた位相に端末識別用サブチャネル信号をマッピングすることにより、信号強度（サブチャネル電力）に加えて位相情報を利用して、上り送信要求を行った端末の判定が可能となるため、端末判定の精度が向上する。

（第６の実施形態）図３１に本発明の第６の実施形態に係る無線基地局６０１のブロック構成を示す。無線基地局６０１は、上記第４の実施形態に係る無線基地局４０１に許可端末選択部６１１を追加した構成となっている。許可端末選択部６１１は、端末判定部２２５により上り送信要求信号を送信したと判定された無線端末局から、上り送信を許可する無線端末局を選択する。例えば、許可端末選択部６１１は、複数のサブフィールドのうち、いずれか１つのサブフィールドで検出された（上り送信要求信号を送信したと判定された）無線端末局に対して上り送信を許可する。

このような無線基地局６０１によるサブチャネル割当てから上り送信許可端末判定までの処理の一例を図３２に示すフローチャートを用いて説明する。ステップＳ６０１〜Ｓ６１７は上記第４の実施形態におけるステップＳ４０１〜Ｓ４１７と同じであるため、説明を省略する。

（ステップＳ６１８）許可端末選択部６１１が、上り送信の許可端末を選択する。例えば、ステップＳ６１６において検出された無線端末局のうち、同一の端末識別用サブフィールドで検出された無線端末局に対して上り送信を許可する。

このように、同一の端末識別用サブフィールドで検出した無線端末局に上り送信許可を与えることにより、無線基地局６０１が、複数の無線端末局から送信されるデータを受信する強度がすべて同じような強度となる。複数の受信データの受信強度が同じような強度であれば、データのレベル調整の精度が上がり、データの受信特性を向上できる。

（第７の実施形態）図３３に本発明の第７の実施形態に係る無線基地局７０１のブロック構成を示す。無線基地局７０１は、上記第６の実施形態に係る無線基地局６０１のアンテナ２２１を複数本とし、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）復調部７１１、復調部７１２、エラーチェック部７１３、パイロット信号受信部７１４、チャネル情報計算部７１５、チャネル容量計算部７１６、及び送信モード決定部７１７を追加した追加した構成となっている。また、メモリ２３１は図示していない。

このような無線基地局７０１によるサブチャネル割当てから上り送信を許可した無線端末局により送信されたデータの受信までの処理の一例を図３４に示すフローチャートを用いて説明する。ステップＳ７０１〜Ｓ７１７は上記第６の実施形態におけるステップＳ６０１〜Ｓ６１７と同じであるため、説明を省略する。

（ステップＳ７１８）フレーム生成部２２９が制御部２２８の指示に基づいて、同一の端末識別用サブフィールドで検出された無線端末局に対して、パイロット信号の送信を要求するものであり、パイロット信号を送信する順番が記載されたパイロット信号要求パケットを生成する。そして、送信部２３０が、無線部２２２及びアンテナ２２１を介してパイロット信号要求パケットを送信する。

（ステップＳ７１９）制御部２２８が、指定した順番でそれぞれの候補無線端末局からパイロット信号を受信したか否か判定する。受信した場合はステップＳ７２０へ進み、受信していない場合は処理を終了する。

（ステップＳ７２０）チャネル情報計算部７１５が、受信部２２３からパイロット信号受信部７１４を介して、パイロット信号を受け取り、それぞれの無線端末局との間のチャネル情報の計算を行う。

（ステップＳ７２１）チャネル容量計算部７１６が、チャネル情報計算部７１５により計算されたチャネル情報を用いて、チャネル容量が最大となる無線端末局の組み合わせを求める。そして、許可端末選択部６１１が、求められた組み合わせに含まれる無線端末局を、許可端末として選択する。

（ステップＳ７２２）送信モード決定部７１７が、許可端末選択部６１１が選択した許可端末のチャネル情報に基づいて送信モードを決定する。

（ステップＳ７２３）許可端末選択部６１１により選択された許可端末情報と、送信モード決定部７１７により決定された送信モードが、制御部２２８を介して、フレーム生成部２２９に入力される。フレーム生成部２２９は、上り送信を許可する端末と、パイロット信号を送信する順番と、送信モードと、を示す許可端末通知パケットを生成する。そして、送信部２３０が、無線部２２２及びアンテナ２２１を介して許可端末通知パケットを送信する。

（ステップＳ７２４）許可端末通知パケットを送信した後、受信部２２３が、予め決められた時間経過後にそれぞれの許可端末から順番にパイロット信号を受信する。そして、全ての許可端末からパイロット信号を受信した後に、ＭＩＭＯ復調部７１１がＭＩＭＯ復調処理を行う。

（ステップＳ７２５）復調部７１２が復号処理を行う。

（ステップＳ７２６）エラーチェック部７１３が、復調部７１２により復号されたデータに対して、ＣＲＣチェック等のエラーチェックを行う。エラーチェック結果はフレーム生成部２２９に入力される。

（ステップＳ７２７）フレーム生成部２２９が、エラーチェック結果に基づいたＡｃｋ（確認応答）フレームを生成する。そして、送信部２３０が、Ａｃｋフレームを、無線部２２２及びアンテナ２２１を介して送信する。

図３５は図３３に示した無線基地局７０１が行う、上りリンク空間多重伝送処理の許可端末選択（図３４におけるステップＳ７２１）の詳細を説明したフローチャートである。

（ステップＳ７３１）上り送信許可候補の無線端末局（パイロット信号を送信してきた無線端末局）の組み合わせのうち１つを選択する。

（ステップＳ７３２）チャネル容量計算部７１６が、チャネル情報計算部７１５により計算されたチャネル情報を用いて、ステップＳ７３１で抽出された組み合わせについてのチャネル容量を計算する。

（ステップＳ７３３）ステップＳ７３２で算出されたチャネル容量が最大値であるか否かを判定する。最大値の場合はステップＳ７３４へ進み、最大値でない場合はステップＳ７３５へ進む。

（ステップＳ７３４）チャネル容量計算部７１５が、無線端末局の組合せとチャネル容量とを保持する。これらをメモリ２３１（図示せず）に記憶させてもよい。

（ステップＳ７３５）無線端末局のすべての組み合わせが選択されたか否か判定される。すべて選択された場合はステップＳ７３６へ進み、選択されていない組み合わせがある場合はステップＳ７３１へ戻る。

（ステップＳ７３６）許可端末選択部６１１が、チャネル容量が最大となる組合せの無線端末局を、送信許可を与える端末として選択する。

図３６は、無線基地局７０１と無線端末局７０２〜７０６が行う上りリンク空間多重伝送のフレーム交換のタイミング図を示している。

無線基地局７０１は上りリンク期間開始（上り送信要求問合わせ）パケットＰ１を送信し、無線端末局７０２〜７０６がそれぞれ上りリンク期間開始パケットＰ２〜Ｐ６の受信を行う。

予め決められた期間Ｔ１経過後に、送信データを保持する無線端末局７０２〜７０５はそれぞれ送信要求パケットＰ７〜Ｐ１０を一斉に送信する。無線基地局７０１は、無線端末局７０２〜７０５が送信した送信要求パケットＰ１１を受信し、送信要求パケットを送信した端末の特定を行う。

無線基地局７０１は、特定した無線端末局７０２〜７０５のうち、同一の端末識別用サブフィールドで検出した無線端末局７０２〜７０４の３台を選択する。そして、予め決められた期間Ｔ２経過後に、選択した無線端末局７０２〜７０４の識別子とパイロット信号の送信順を記載したパイロット信号送信要求パケットＰ１２を送信する。無線端末局７０２〜７０５はそれぞれパイロット信号送信要求パケットＰ１３〜Ｐ１６を受信する。ここでは、パイロット信号を送信する順番が無線端末局７０２、７０３、７０４の順番であるとする。

最初にパイロット信号を送信する無線端末局７０２は、パイロット信号送信要求パケットの受信後、予め決められた期間Ｔ３経過後に、それぞれのアンテナからパイロット信号Ｐ１７を時分割で送信し、無線基地局７０１はパイロット信号Ｐ２０を受信する。

２番目にパイロット信号を送信する無線端末局７０３は、無線端末局７０２に割当てられたパイロット信号送信期間が終了するとすぐに、それぞれのアンテナからパイロット信号Ｐ１８を時分割で送信し、無線基地局７０１はパイロット信号Ｐ２１を受信する。

同様に、３番目にパイロット信号を送信する無線端末局７０４は、無線端末局７０３に割当てられたパイロット信号送信期間が終了するとすぐに、それぞれのアンテナからパイロット信号Ｐ１９を時分割で送信し、無線基地局７０１はパイロット信号Ｐ２２を受信する。

無線端末局７０５は、無線基地局７０１に選択されていないため、パイロット信号の送信を行わない。

無線基地局７０１は、無線端末局７０２〜７０４の各々から受信したパイロット信号と、予め内部に保持するパイロット信号からチャネル情報を計算し、計算したチャネル情報に基づいて送信許可を与える無線端末局を決定し、送信許可を与える無線端末局との間のチャネル情報から送信モードを決定する。

図３６に示す例では、無線端末局７０２及び無線端末局７０４に送信許可を与え、送信モードは例えば７２Ｍｂｐｓモードであるとする。

無線基地局７０１は、最後のパイロット信号Ｐ１９の送信期間の終わりから、予め決められた期間Ｔ４経過後に、無線端末局７０２と無線端末局７０４の端末識別子と、データ復調用のパイロット信号の送信順と、決定した送信モード識別子と、を記載した許可端末通知パケットＰ２３を送信する。無線端末局７０２〜７０４はそれぞれ許可端末報知パケットＰ２４〜Ｐ２６を受信する。ここでは、パイロット信号を送信する順番が無線端末局７０２、７０４の順番であるとする。

最初にパイロット信号を送信する無線端末局７０２は、許可端末報知パケットＰ２４の受信後、予め決められた期間Ｔ５経過後に、それぞれのアンテナからパイロット信号Ｐ２７を時分割で送信し、無線基地局７０１はパイロット信号Ｐ２９を受信する。

２番目にパイロット信号を送信する無線端末局７０４は、無線端末局７０２に割当てられたパイロット信号送信期間が終了するとすぐに、それぞれのアンテナからパイロット信号Ｐ２８を時分割で送信し、無線基地局７０１はパイロット信号Ｐ３０を受信する。

無線端末局７０２、７０４は、無線端末局７０４のパイロット信号送信期間が終了してすぐに、それぞれデータＤ１、Ｄ２を送信する。無線基地局７０１は、データＤ３を受信し、無線端末局７０２、７０４から受信したパイロット信号Ｐ２９、Ｐ３０を用いてデータの復調を行う。

無線基地局７０１は、データの復調後、それぞれの無線端末局７０２、７０４からのデータのエラーチェックを行い、エラーチェックの結果をＡｃｋパケットＰ３１に記載して無線端末局７０２、７０４へ送信する。無線端末局７０２、７０４はそれぞれＡｃｋパケットＰ３２、Ｐ３３を受信する。

このように、本実施形態に係る無線基地局は、上り送信要求信号を送信した無線端末局との間のチャネル情報を取得し、取得したチャネル情報に基づいて上りリンクのデータ送信を許可する１以上の無線端末局を決定し、決定した端末との間のチャネル情報から送信モードを決定し、通知する。これにより、相互干渉の少ない無線端末局を選択することができ、パケット誤り率特性が向上するため、ネットワークのスループットを向上することができる。

（第８の実施形態）図３７に本発明の第８の実施形態に係る無線基地局８０１のブロック構成を示す。無線基地局８０１は、上記第４の実施形態に係る無線基地局４０１からＡＧＣパイロット電力測定部４１３を省いた構成となっている。

このような無線基地局８０１によるサブチャネル割当てから端末判定までの処理の一例を図３８に示すフローチャートを用いて説明する。ステップＳ８０１〜Ｓ８１２は、上記第４の実施形態におけるステップＳ４０１〜Ｓ４１２と同様であるため、説明を省略する。

（ステップＳ８１３）ＡＧＣ制御部４１４が、複数の端末識別用サブフィールドのうち、まだ端末判定処理を行っていない１つのサブフィールドについて、予め決められているサブフィールドの上限値情報及び下限値情報に基づいて利得の調整値の計算を行う。そして、利得調整部４１１が、算出された調整値を用いて受信信号の利得調整を行う。

（ステップＳ８１４）端末判定部２２５が、利得調整部４１１で利得調整された上り送信要求信号を受信部２２３から受け取り、サブチャネル情報を取得する。

（ステップＳ８１５）端末判定部２２５が、取得したサブチャネル情報を用いて、上り送信要求信号を送信した無線端末局の判定を行う。

（ステップＳ８１６）上り送信要求信号にまだ端末判定処理を行っていない端末識別用サブフィールドが残っているかを判定する。残っている場合はステップＳ８１３に戻り、残っていない場合は処理を終了する。ステップＳ８１３〜Ｓ８１５の端末判定処理は、上り送信要求信号内の予め決められた端末識別用サブフィールドの個数と同じ回数行われる。

図３９は、予め決められた端末識別用サブフィールドの信号強度の範囲とＡ／Ｄ変換器の入力信号レベルの対応の一例を示したテーブルである。無線基地局８０１のＡＧＣ制御部４１４は、時間同期情報に基づいて１番目のサブフィールドの信号（信号レベルが０ｄＢｍから２０ｄＢｍ）がＡ／Ｄ変換器の入力信号レベルに対応するよう利得調整を行う。

次に、ＡＧＣ制御部４１４は、２番目のサブフィールドの信号（信号レベルが−２０ｄＢｍから０ｄＢｍ）がＡ／Ｄ変換器の入力信号レベルに対応するよう利得調整を行う。続いて、ＡＧＣ制御部４１４は、３番目のサブフィールドの信号（信号レベルが−４０ｄＢｍから−２０ｄＢｍ）がＡ／Ｄ変換器の入力信号レベルに対応するよう利得調整を行う。同様に、ＡＧＣ制御部４１４は、４、５、６番目のサブフィールドの信号についてもそれぞれＡ／Ｄ変換器の入力信号レベルに対応するよう利得調整を行う。

このように、それぞれの端末識別用サブフィールドにおける上り送信要求信号を適正なレベルでＡ／Ｄ変換することが可能となるため、上り送信要求信号を送信した無線端末局の検出精度を高めることができる。また、各サブフィールドに予め決められている信号強度を用いて利得調整を行うため、ＡＧＣ用パイロット信号の電力測定を行う必要がない。また、無線端末局側では、上り送信要求信号にＡＧＣ用パイロット信号を挿入する必要がない。

（第９の実施形態）図４０に本発明の第９の実施形態に係る無線端末局９０２のブロック構成を示す。無線端末局９０２は、上記第２の実施形態に係る無線端末局２０２にサブチャネル選択部９５１、サブチャネル判定部９５２、及び端末判定部９５３を追加した構成となっている。無線端末局９０２は、無線基地局が存在しない自律的なネットワークにおいて、サブチャネルを用いた送信要求信号の送信、及び送信要求信号の送信元の特定を行うことができるものである。

このような無線端末局９０２によって、サブチャネル選択から送信要求信号の送信までの処理の一例を図４１に示すフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ９５１）サブチャネル選択部９５１がサブチャネルを選択する。サブチャネル選択部９５１は、内部にハッシュ関数の機能を有しており、自端末のＭＡＣアドレスをハッシュ関数に入力してサブチャネルを出力することによりサブチャネル選択を行う。

ハッシュ関数は、任意の値から別の値を生成できる関数であり、異なる入力値に対して、異なる値を出力する。従って、ＭＡＣアドレスが異なる端末は、異なるサブチャネルを選択することになる。

（ステップＳ９５２）フレーム解析部２６４が、アンテナ２６１、無線部２６２を介して受信部２６３に入力された受信信号のフレーム解析を行い、送信要求問合わせ信号であるか否かを判定する。送信要求問合せ信号の場合はステップＳ９５３へ進み、送信要求問合せ信号でない場合は送信要求問合せ信号を受信するまで待つ。

（ステップＳ９５３）信号強度測定部２６５が、送信要求問合せ信号の受信強度を測定する。

（ステップＳ９５４）サブフィールド選択部２６６が、ステップＳ９５３で測定された受信強度に基づいて端末識別情報を送信するサブフィールドを選択する。この時、サブフィールド選択部２６６は、図４に示すようなテーブルを参照する。

（ステップＳ９５５）フレーム生成部２７０が、ステップＳ９５４で選択されたサブフィールドの、ステップＳ９５１で選択されたサブチャネルに信号を設定して送信要求信号を生成する。

（ステップＳ９５６）制御部２６９が、予め決められた送信タイミングか否かを判定する。送信タイミングであればステップＳ９５７へ進み、送信タイミングでなければ送信タイミングとなるまで待つ。

（ステップＳ９５７）送信部２７１が、無線部２６２、アンテナ２６１を介して送信要求信号を送信する。

次に、無線端末局８０２による送信要求問合せ信号の送信から端末判定までの処理の一例を図４２に示すフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ９０１）フレーム生成部２７０が、制御部２６９からの指示により、送信要求問合せ信号を生成する。そして、送信部２７１が、無線部２６２、アンテナ２６１を介して、送信要求問合わせ信号を送信する。

（ステップＳ９０２）制御部２６９が、送信要求問合せ信号が送信された後、予め決められた受信タイムアウト時間をタイマー２６８に設定して、タイマー２６８を起動する。

（ステップＳ９０３）他の無線端末局からの送信要求信号を受信したか否かが判定される。受信した場合はステップＳ９０４へ進み、受信していない場合はステップＳ９０７へ進む。

（ステップＳ９０４）サブチャネル判定部９５２が、サブチャネルの判定を行い、信号を検出したサブチャネル情報を端末判定部９５３へ出力する。

（ステップＳ９０５）端末判定部９５３が、サブチャネル選択部９５１からサブチャネルとＭＡＣアドレスの対応情報を取得する。サブチャネル選択部９５１は、それまでのフレーム交換で取得した他の無線端末局のＭＡＣアドレスとサブチャネルの対応関係を随時計算し、制御部２６９を介してメモリ２６７に記憶させている。

（ステップＳ９０６）端末判定部９５３が、サブチャネル判定部９５２から受け取ったサブチャネル情報と、サブチャネル選択部９５１から受け取ったサブチャネルとＭＡＣアドレスの対応情報とから、送信要求信号を送信した無線端末局を判定する。

以降の処理は、例えば図３６に示したように、送信要求信号を送信した無線端末局に対してパイロット信号の送信を要求する。そして、他無線端末局から受信したパイロット信号からチャネル情報を取得し、取得したチャネル情報からチャネル容量を計算することによって送信許可を与える無線端末局の選択を行い、送信許可を与える無線端末局の情報を通知する。

（ステップＳ９０７）タイマー２６８がタイムアウトしたか否かが判定される。タイムアウトしていない場合はステップＳ９０３に戻り、タイムアウトした場合は処理を終了する。

このように、ＭＡＣアドレスを入力してサブチャネルを出力するようなハッシュ関数を用いて自立的にサブチャネルの選択を行うことにより、無線基地局が存在しない自律的なネットワークにおいても、サブチャネルを用いて送信要求信号を送信することが可能となり、また送信要求信号から送信元の無線端末局を特定することが可能となる。

本実施形態においても、サブフィールド及びサブチャネルの再割り当てが発生することがないため、サブフィールド及びサブチャネル割当てのオーバーヘッドを削減することができるので、ネットワークのスループット特性を向上することができる。

上記第２〜第８の実施形態では、無線基地局が定期的に送信するビーコンに、信号強度の範囲と端末識別用サブフィールドの関係を表すテーブルを設定して、無線端末局に報知していたが、無線基地局は、無線端末局から受信したフレームの信号強度に応じて信号強度の範囲と端末識別用サブフィールドの関係を変更してもよい。

例えば、無線基地局が、図４３に示すようなテーブルをビーコンに設定して定期的に報知している時に、無線端末局から受信するフレームの受信信号強度の最大値が−４０ｄＢｍで最小値が−６０ｄＢｍであった場合、図４４に示すような−４０ｄＢｍから−６０ｄＢｍまでを５ｄＢｍ刻みで端末識別用サブフィールドを設定したテーブルを新たに報知するようにしてもよい。

これにより、それぞれのサブフィールドが対応する受信信号の範囲を小さくすることができるので、検出の精度が上がり、上り送信要求信号を送信した無線端末局の検出精度を高くめることができる。また、通信開始後の状況に応じて、それぞれのサブフィールドが対応する受信信号の範囲を適正な範囲に設定することが可能となるため、上り送信要求信号を送信した端末の検出精度を高くすることができる。

上記実施形態では、１つの強度範囲に１つの端末識別用サブフィールドを対応させていたが、１つの強度範囲に複数の端末識別用サブフィールドを対応させ、１つの無線端末局に、それぞれのサブフィールドで異なるサブチャネルを割当てるようにしてもよい。このような上り送信要求信号の内部構成の一例を図４５に示す。

例えば、サブフィールドＴＳ１は第２サブフィールドＳＴＳ１１と第２サブフィールドＳＴＳ１２から構成されるが、第２サブフィールドＳＴＳ１１でサブチャネルＳＣ１が割当てられた無線端末局は、第２サブフィールドＳＴＳ１２ではサブチャネルＳＣ３が割当てられるようにする。

これにより、１つの第２サブフィールドにおいてマルチパス歪により検出特性が劣化した場合であっても、２番目以降の第２サブフィールドの異なるサブチャネルの位置で、上り送信要求信号の送信元の無線端末局を検出することが可能となる。従って、マルチパス歪がある場合であっても端末の検出特性を向上させることができる。

上記実施形態による無線基地局におけるサブチャネル割当て部２２６が、無線端末局にサブチャネルを割り当てる順番は任意に設定し得る。図４６を用いてサブチャネルの割当て順の一例を説明する。図４６に示す例では、１つのＯＦＤＭシンボルが１６サブチャネルで構成されているとする。

図４６に示すように、サブチャネル割当て部２２６は、最初に登録許可を与えた無線端末局にサブチャネル“１”を割当て、２番目に登録許可を与えた無線端末局にサブチャネル“１６”を割当て、３番目に登録許可を与えた無線端末局にサブチャネル“８”を割当て、４番目に登録許可を与えた無線端末局にサブチャネル“１２”を割当て、５番目に登録許可を与えた無線端末局にサブチャネル“４”を割当て、６番目に登録許可を与えた無線端末局にサブチャネル“６”を割当て、７番目に登録許可を与えた無線端末局にサブチャネル“１０”を割当て、８番目に登録許可を与えた無線端末局にサブチャネル“１４”を割当て、９番目に登録許可を与えた無線端末局にサブチャネル“２”を割当て、１０番目以降に登録許可を与えた無線端末局にサブチャネル“３”、“５”、“７”、“９”、“１１”、“１３”、“１５”のいずれかのサブチャネルを任意に割当てる。

このように、互いに周波数が離れたサブチャネルから順次無線端末局を割当てることにより、信号のサイドローブによる干渉を低減することが可能となり、端末の検出精度を向上することができる。

上述した実施形態で説明した無線通信装置、無線基地局、無線端末局の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、無線通信装置、無線基地局、無線端末局の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

また、無線通信装置、無線基地局、無線端末局の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 同第１の実施形態に係る無線通信装置のブロック構成図である。 端末識別情報信号のフォーマットの一例を示す図である。 端末識別情報要求信号の受信強度と選択するサブフィールドとの関係を示すテーブルである。 同第１の実施形態に係る無線通信装置による端末識別情報信号の受信処理を説明するフローチャートである。 同第１の実施形態に係る無線通信装置による端末識別情報信号の送信処理を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 同第２の実施形態に係る無線基地局のブロック構成図である。 同第２の実施形態に係る無線基地局における端末判定部のブロック構成図である。 同第２の実施形態に係る端末判定部による端末判定処理を説明するフローチャートである。 同第２の実施形態に係る無線基地局による無線通信方法を説明するフローチャートである。 同第２の実施形態に係る無線端末局のブロック構成図である。 同第２の実施形態に係る無線端末局による無線通信方法を説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 上り送信要求問合わせ信号のフレームフォーマットの一例を示す図である。 同第３の実施形態に係る無線基地局のブロック構成図である。 同第３の実施形態に係る無線基地局による無線通信方法を説明するフローチャートである。 同第３の実施形態に係る無線端末局のブロック構成図である。 同第３の実施形態に係る無線端末局による無線通信方法を説明するフローチャートである。 本発明の第４の実施形態に係る無線端末局のブロック構成図である。 上り送信要求信号のフォーマットの一例を示す図である。 同第４の実施形態に係る無線端末局による無線通信方法を説明するフローチャートである。 同第４の実施形態に係る無線基地局のブロック構成図である。 同第４の実施形態に係る無線基地局による無線通信方法を説明するフローチャートである。 本発明の第５の実施形態に係る無線端末局のブロック構成図である。 上り送信要求信号のフォーマットの一例を示す図である。 サブチャネル及びサブフィールドと初期位相との対応テーブルの一例を示す図である。 同第５の実施形態に係る無線端末局による無線通信方法を説明するフローチャートである。 同第５の実施形態に係る無線基地局における端末判定部のブロック構成図である。 同第５の実施形態に係る端末判定部による端末判定処理を説明するフローチャートである。 本発明の第６の実施形態に係る無線基地局のブロック構成図である。 同第６の実施形態に係る無線基地局による無線通信方法を説明するフローチャートである。 本発明の第７の実施形態に係る無線基地局のブロック構成図である。 同第７の実施形態に係る無線基地局による無線通信方法を説明するフローチャートである。 同第７の実施形態に係る無線基地局による許可端末選択処理を説明するフローチャートである。 同第７の実施形態における上りリンク空間多重伝送のフレーム交換例のタイミングチャートである。 本発明の第８の実施形態に係る無線基地局のブロック構成図である。 同第８の実施形態に係る無線基地局による無線通信方法を説明するフローチャートである。 端末識別用サブフィールドの信号強度の範囲とＡ／Ｄ変換器の入力信号レベルの対応の一例を示したテーブルである。 本発明の第９の実施形態に係る無線端末局のブロック構成図である。 同第９の実施形態に係る無線端末局による送信要求信号の送信処理を説明するフローチャートである。 同第９の実施形態に係る無線端末局による端末判定処理を説明するフローチャートである。 上り送信要求信号の受信強度と選択するサブフィールドとの関係の一例を示すテーブルである。 上り送信要求信号の受信強度と選択するサブフィールドとの関係の一例を示すテーブルである。 上り送信要求信号のフォーマットの一例を示す図である。 無線端末局にサブチャネルを割当てる順番の一例を示すシーケンス図である。

符号の説明

１０１〜１０８ 無線通信装置
１２１ アンテナ
１２２ 無線部
１２３ 受信部
１２４ フレーム解析部
１２５ 信号強度測定部
１２６ 端末判定部
１２７ サブフィールド選択部
１２８ 制御部
１２９ フレーム生成部
１３０ 送信部
１３１ タイマー
１３２ メモリ

Claims (23)

1. 複数の無線通信装置が複数のサブチャネルを共用して通信する無線通信装置であって、
   他無線通信装置から、同期パイロットシンボル及び複数のサブフィールドで構成される端末識別フィールドを有する識別信号の送信を要求する要求信号を受信する受信部と、
   前記要求信号の受信強度を測定する測定部と、
   前記受信強度に基づいて前記複数のサブフィールドのうちいずれか１つを選択する選択部と、
   前記端末識別フィールド内の前記選択部により選択されたサブフィールドにおける、予め決められたサブチャネルに信号を設定して前記識別信号を生成する生成部と、
   前記生成部により生成された前記識別信号を、前記要求信号を受信してから所定時間後に、前記要求信号の送信元へ送信する送信部と、
   を備える無線通信装置。
2. 他無線通信装置に予め決められているサブチャネルを示すサブチャネル情報を記憶している記憶部と、
   前記生成部が前記要求信号を生成し、前記送信部が前記要求信号を他無線通信装置へ送信し、前記受信部が少なくとも１つの他無線通信装置から送信された前記識別信号を受信した場合に、前記識別信号の各々について、前記複数のサブチャネルのいずれに信号が設定されているかを検出し、前記サブチャネル情報を用いて送信元の無線通信装置を判定する判定部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 複数の第１無線通信装置と複数のサブチャネルを共用して通信する無線通信装置であって、
   前記複数の第１無線通信装置の各々に対し、互いに異なるように、前記複数のサブチャネルのうちいずれか１つを割り当てるサブチャネル割当て部と、
   前記サブチャネル割当て部によるサブチャネルの割当て結果を記憶する記憶部と、
   前記第１無線通信装置に対して、前記割り当てたサブチャネルの通知と、上りリンク送信要求を問い合わせる問合わせ信号の送信と、を行う送信部と、
   前記第１無線通信装置が、前記問合わせ信号に応じて、同期パイロットシンボル及び複数のサブフィールドで構成される端末識別フィールドを有し、前記複数のサブフィールドのいずれか１つに前記割り当てられたサブチャネルで信号を設定して送信する上り送信要求信号を受信する受信部と、
   前記受信部が受信した前記上り送信要求信号について、前記複数のサブチャネルのいずれに信号が設定されているかを検出し、前記割当て結果を用いて送信元の第１無線通信装置を判定する判定部と、
   を備える無線通信装置。
4. 複数のサブチャネルを複数の第１無線通信装置と共用して第２無線通信装置と通信する無線通信装置であって、
   前記第２無線通信装置により割り当てられたサブチャネルを記憶する記憶部と、
   前記第２無線通信装置から上りリンク送信要求を問い合わせる問合わせ信号を受信する受信部と、
   前記問合わせ信号の受信強度を測定する測定部と、
   前記受信強度に基づいて複数のサブフィールドのうちいずれか１つを選択する選択部と、
   同期用パイロットシンボル及び前記複数のサブフィールドで構成される端末識別フィールドを有し、前記選択されたサブフィールドにおける前記割り当てられたサブチャネルに信号を設定して上り送信要求信号を生成する生成部と、
   前記上り送信要求信号を、前記問合わせ信号を受信してから所定時間後に、前記第２無線通信装置へ送信する送信部と、
   を備える無線通信装置。
5. 前記判定部は、
   前記上り送信要求信号のフーリエ変換処理を行い、前記上り送信要求信号を周波数軸方向に変換するフーリエ変換部と、
   前記フーリエ変換処理された前記上り送信要求信号の各サブチャネルにおける電力を測定するサブチャネル電力測定部と、
   前記測定された各サブチャネルの電力と所定の閾値とを比較し、電力が前記閾値以上となるサブチャネルを検出し、検出したサブチャネルを割り当てた第１無線通信装置を前記上り送信要求信号の送信元と判定する閾値判定部と、
   を有することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
6. 前記送信部は、前記問合わせ信号に、この問合わせ信号を送信する際の送信電力情報を記載することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
7. 前記問合わせ信号に記載されている、前記第２無線通信装置がこの問合わせ信号を送信する際の送信電力情報を検出するフレーム解析部と、
   前記受信強度と前記送信電力情報を用いて、前記問合わせ信号の伝播ロスを計算する伝播ロス計算部と、
   前記送信部の送信電力から前記伝播ロスを減じて、前記第２無線通信装置における前記上り送信要求信号の受信電力を推定する受信電力推定部と、
   をさらに備え、
   前記選択部は、前記推定された受信電力に基づいて、前記複数のサブフィールドのうちいずれか１つを選択することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
8. 前記端末識別フィールド内の、前記複数のサブフィールドの各々に対応して設けられた第１の既知信号を挿入可能な第１の既知信号フィールドのうち、前記選択されたサブフィールドに対応する第１の既知信号フィールドに前記第１の既知信号を挿入する第１の既知信号挿入部をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
9. 利得調整値に基づいて前記受信部が受信する前記上り送信要求信号の利得を調整する利得調整部と、
   前記受信部が受信した前記上り送信要求信号に含まれる前記同期パイロットシンボルを用いて時間同期処理を行い、前記端末識別フィールドの開始位置を取得する時間同期部と、
   前記開始位置に基づいて、前記端末識別フィールド内の、前記複数のサブフィールドの各々の前に挿入されている第１の既知信号の電力を順に測定する電力測定部と、
   前記測定された電力に基づいて前記利得調整値を計算する利得制御部と、
   をさらに備え、
   前記判定部は、前記利得調整値に対応するサブフィールドにおいて第１無線通信装置の判定を行うことを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
10. 利得調整値に基づいて前記受信部が受信する前記上り送信要求信号の利得を調整する利得調整部と、
    前記端末識別フィールド内の、前記複数のサブフィールドの各々について順に、対応する信号強度の範囲に基づいて前記利得調整値を計算する利得制御部と、
    をさらに備え、
    前記判定部は、前記利得調整値に対応するサブフィールドにおいて第１無線通信装置の判定を行うことを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
11. 前記端末識別フィールド内の、前記複数のサブフィールドの各々に対応して設けられた第２の既知信号を挿入可能な第２の既知信号フィールドのうち、前記選択されたサブフィールドに対応する第２の既知信号フィールドに前記第２の既知信号を挿入する第２の既知信号挿入部をさらに備え、
    前記生成部は、前記選択されたサブフィールド及び前記割り当てられたサブチャネルに対応する初期位相で前記信号を設定して前記上り送信要求信号を生成することを特徴とする請求項８に記載の無線通信装置。
12. 前記判定部は、
    前記上り送信要求信号のフーリエ変換処理を行い、前記上り送信要求信号を周波数軸方向に変換するフーリエ変換部と、
    前記フーリエ変換処理された前記上り送信要求信号の前記端末識別フィールド内の、前記複数のサブフィールドの各々と、前記第１の既知信号との間に挿入されている第２の既知信号を複素除算し、伝送路応答を推定する伝送路推定部と、
    前記複数のサブフィールドに設定されている信号に、前記推定された伝送路応答を乗算して伝送路補正を行う伝送路補正部と、
    前記伝送路補正された前記上り送信要求信号の各々のサブチャネルにおける電力を測定するサブチャネル電力測定部と、
    前記測定された各サブチャネルの電力と所定の閾値とを比較し、電力が前記閾値以上か否かを判定する閾値判定部と、
    前記伝送路補正された前記上り送信要求信号の各々のサブチャネルにおける位相を検出し、検出した位相が所定の象限内に存在するか否か判定するサブチャネル位相判定部と、
    前記閾値判定部の判定結果が前記閾値以上を示し、前記サブチャネル位相判定部の判定結果が前記所定の象限内に存在することを示すサブチャネルを割り当てた第１無線通信装置を前記上り送信要求信号の送信元と判定する要求端末判定部と、
    を有することを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
13. 前記判定部により前記上り送信要求信号の送信元と判定された第１無線通信装置の中から、上り送信の許可を与える第１無線通信装置を選択する許可端末選択部をさらに備え、
    前記許可端末選択部が選択する第１無線通信装置はそれぞれ同一のサブフィールドに信号を設定したものであることを特徴とする請求項１２に記載の無線通信装置。
14. 前記判定部により前記上り送信要求信号の送信元と判定された第１無線通信装置の中から、同一のサブフィールドに信号を設定していた第１無線通信装置を選択し、選択した無線通信装置のすべて又は一部により構成される複数の組み合わせのうち、チャネル容量が最大となる組み合わせを構成する第１無線通信装置に対して上り送信の許可を与える許可端末選択部と、
    前記送信部が前記許可端末選択部により選択された第１無線通信装置に対して送信したパイロット信号の送信を要求するパイロット信号要求パケットに応答して、各第１無線通信装置から送信されたパイロット信号を用いて、各第１無線通信装置との間のチャネル情報を計算するチャネル情報計算部と、
    前記チャネル情報を用いて、前記許可端末選択部により選択された第１無線通信装置のすべて又は一部により構成される複数の組み合わせの各々について前記チャネル容量を計算し、前記チャネル容量が最大となる組み合わせを前記許可端末選択部へ通知するチャネル容量計算部と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の無線通信装置。
15. 前記送信部が前記許可端末選択部により上り送信の許可を与えられた第１無線通信装置に対して送信した許可通知パケットに応答して、各第１無線通信装置から送信された第２のパイロット信号及びデータ信号を受信し、前記第２のパイロット信号を用いて前記データ信号の復調を行う復調部と、
    前記復調されたデータ信号に対してエラーチェックを行うエラーチェック部と、
    をさらに備え、
    前記送信部は、前記エラーチェックの結果に基づいて、前記第２のパイロット信号及び前記データ信号の送信元の第１無線通信装置へ確認応答フレームを送信することを特徴とする請求項１４に記載の無線通信装置。
16. 前記第１無線通信装置に対し、前記問合わせ信号の受信強度と前記上り送信要求信号の生成時に使用するサブフィールドとの関係を示すテーブルを報知し、前記第１無線通信装置から受信した前記上り送信要求信号の最大受信強度及び最小受信強度に基づいて前記テーブルの変更を行うことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
17. 前記第２無線通信装置から前記問合わせ信号の受信強度と前記上り送信要求信号の生成時に使用するサブフィールドとの関係を示すテーブルが報知され、
    前記選択部は、前記テーブルを参照し、前記測定部で測定された受信強度に基づいて、サブフィールドの選択を行うことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
18. 前記サブフィールドは、複数の第２サブフィールドを含むことを特徴とする請求項１６に記載の無線通信装置。
19. 前記サブフィールドは複数の第２サブフィールドを含み、前記第１無線通信装置により、同一のサブフィールドに含まれる前記複数の第２サブフィールドについてそれぞれ異なるサブチャネルが割り当てられることを特徴とする請求項１７に記載の無線通信装置。
20. 前記サブチャネル割当て部は、前記複数の第１無線通信装置の各々に対し、前記複数のサブチャネルのうちいずれか１つを順次割り当てる際に、割当て順が連続する第１無線通信装置に対して割り当てるサブチャネルの周波数帯が隣り合わないようにすることを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
21. 複数の無線通信装置と複数のサブチャネルを共用して通信する無線通信装置であって、
    予め割り当てられたアドレス情報からハッシュ関数を用いて前記アドレス情報に対応したサブチャネルを生成し、このサブチャネルを選択するサブチャネル選択部と、
    送信要求を問い合わせる問合わせ信号を受信する受信部と、
    前記問合わせ信号の受信強度を測定する測定部と、
    前記受信強度に基づいて複数のサブフィールドのうちいずれか１つを選択するサブフィールド選択部と、
    同期パイロットシンボル及び前記複数のサブフィールドで構成される端末識別フィールドを有し、前記選択されたサブフィールドにおける前記選択されたサブチャネルに信号を設定して送信要求信号を生成する生成部と、
    前記送信要求信号を、前記問合わせ信号を受信してから所定時間後に、前記問合わせ信号の送信元へ送信する送信部と、
    を備える無線通信装置。
22. 前記生成部が前記問合わせ信号を生成し、前記送信部が前記問合わせ信号を送信し、前記受信部が少なくとも１つの他無線通信装置から送信された前記送信要求信号を受信した場合に、前記送信要求信号の各々について、前記複数のサブチャネルのいずれに信号が設定されているかを判定するサブチャネル判定部と、
    前記サブチャネル選択部が、予め取得していた他無線通信装置のアドレス情報から前記ハッシュ関数を用いて生成し出力した前記他無線通信装置のサブチャネルと、前記サブチャネル判定部の判定結果とを用いて、前記受信部が受信した前記送信要求信号の送信元の無線通信装置を判定する端末判定部と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項２１に記載の無線通信装置。
23. 複数の無線通信装置が複数のサブチャネルを共用して通信する無線通信方法であって、
    第１の無線通信装置が、複数の第２の無線通信装置に対して、同期パイロットシンボル及び複数のサブフィールドで構成される端末識別フィールドを有する識別信号の送信を要求する要求信号を送信し、
    前記複数の第２の無線通信装置の少なくとも１つが、前記要求信号の受信強度を測定し、前記受信強度に基づいて前記複数のサブフィールドのいずれか１つを選択し、前記端末識別フィールド内の前記選択したサブフィールドにおける、予め決められたサブチャネルに信号を設定して前記識別信号を生成し、前記要求信号を受信してから所定時間後に、前記第１の無線通信装置へ送信し、
    前記第１の無線通信装置が、前記識別信号を受信し、前記識別信号の各々について、前記複数のサブチャネルのいずれに信号が設定されているかを検出し、前記複数の第２の無線通信装置に予め決められているサブチャネルを示すサブチャネル情報を用いて、送信元の第２の無線通信装置を判定する、
    無線通信方法。

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