JP4490781B2 - 無線通信装置及び無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置及び無線通信システムに関し、特に、複数の送信部及び／または受信部を有する無線通信装置及び無線通信システムにおいて、消費電力を低減するための技術に関する。

近年、パソコン、携帯型情報端末、無線液晶テレビ等の普及により、情報を伝送するために無線でネットワークを構成する無線ＬＡＮ（ＬＡＮ：Local Area Network）システムが増えている。現在、ＩＥＥＥ８０２．１１で規格化された無線ＬＡＮシステムとして、２．４ＧＨｚ帯のＩＥＥＥ８０２．１１ｂが多く普及している。また、それより高速な通信が可能な５ＧＨｚ帯のＩＥＥＥ８０２．１１ａも徐々に普及してきており、高速通信の要求は高まっている。

更に高速な無線通信を実現する技術として、ＭＩＭＯ（ＭＩＭＯ：Multiple Input Multiple Output）と呼ばれる伝送方式がある。このＭＩＭＯ技術では、符号化を施した送信すべき情報を異なる複数のデータストリームに分割し、異なる複数のアンテナで同時に同じ周波数チャネルを用いて送信する。これによって、１つの周波数チャネルで大量のデータを送信することが可能となり、無線通信システムにおける高速伝送の実現が期待されている。

本発明は、低消費電力制御が可能な無線通信装置及び無線通信システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の視点は、無線通信装置であって、
夫々のアンテナに接続されたＭ個（Ｍは２以上の整数）の受信部と、
前記Ｍ個の受信部によって受信される受信信号の解析を行うフレーム解析部と、
前記Ｍ個の受信部の中から使用する受信部を選択する選択部と、を具備し、
前記選択部は、前記フレーム解析部による解析結果に基づいて、前記Ｍ個の受信部の中からＰ個（Ｐは０以上でＭ以下の整数）の受信部を選択すること
を特徴とする。

本発明の第２の視点は、無線通信装置であって、
夫々のアンテナに接続されたＮ個（Ｎは２以上の整数）の送信部と、
前記Ｎ個の送信部によって送信される送信信号の解析を行うフレーム解析部と、
前記Ｎ個の送信部の中から使用する送信部を選択する選択部と、を具備し、
前記選択部は、前記フレーム解析部による解析結果に基づいて、前記Ｎ個の送信部の中からＱ個（Ｑは０以上でＮ以下の整数）の送信部を選択すること
を特徴とする。

本発明の第３の視点は、無線通信装置であって、
夫々のアンテナに接続されたＸ個（Ｘは１以上の整数）の受信部と、
夫々のアンテナに接続されたＹ個（Ｙは１以上の整数、但しＸ＋Ｙは３以上の整数）の送信部と、
前記Ｘ個の受信部によって受信される受信信号及び前記Ｙ個の送信部によって送信される送信信号の解析を行うフレーム解析部と、
前記Ｘ個の受信部の中から使用する受信部を選択する処理と、前記Ｙ個の送信部の中から使用する送信部を選択する処理とを行う選択部と、を具備し、
前記選択部は、前記フレーム解析部による解析結果に基づいて、前記Ｘ個の受信部の中からＰ個（Ｐは０以上でＸ以下の整数）の受信部を選択する処理と、前記Ｙ個の送信部の中からＱ個（Ｑは０以上でＹ以下の整数）の送信部を選択する処理とを行うこと
を特徴とする。

本発明の第４の視点は、第１および第２の無線通信装置を有する無線通信システムであって、
前記第１の無線通信装置は、
夫々のアンテナに接続されたＮ個（Ｎは２以上の整数）の送信部と、
前記Ｎ個の送信部によって送信される送信信号の解析を行うフレーム解析部と、
前記フレーム解析部による解析結果に基づいて、前記Ｎ個の送信部の中からＱ個（Ｑは０以上でＮ以下の整数）の送信部を選択する選択部と、を備え、
前記第２の無線通信装置は、
夫々のアンテナに接続されたＭ個（Ｍは２以上の整数）の受信部と、
前記Ｍ個の受信部によって受信される受信信号の解析を行うフレーム解析部と、
前記フレーム解析部による解析結果に基づいて、前記Ｍ個の受信部の中からＰ個（Ｐは０以上でＭ以下の整数）の受信部を選択する選択部と、を備えること
を特徴とする。

更に、本発明に係る実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場合、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。

本発明によれば、低消費電力制御が可能な無線通信装置及び無線通信システムを提供することができる。

本発明者等は、本発明の開発の過程において、従来のＭＩＭＯ技術などの無線通信技術について研究を行った。その結果、以下に述べるような知見を得た。

ＭＩＭＯ技術を用いて無線による高速伝送を行う場合には、複数の送信部、受信部及びアンテナを備えた無線通信装置を構成する必要がある。常に複数の送信部及び受信部を用いて無線通信を行っている場合は、全ての送信部及び受信部をオン状態にすることになる。しかし、必ずしも複数の送信部及び受信部を用いて無線通信する必要はない。例えば、大量のデータを送信または受信する要求があるときに複数の送信部及び／または受信部を通電し、データ量が少ない場合には、送信部及び受信部を夫々１つのみ使用する状況がありうる。このような１つの送信部及び受信部のみを使用する通信の場合に、それ以外の使用していない送信部及び受信部をオン状態にしておくことは電力の使用効率を考えると無駄が大きい。特に、通常電池で動作させる携帯用情報端末や、バッテリーで動作させるようなパソコンや液晶テレビの場合には、電力の使用効率は重要な問題である。

また、今後、複数の送信部、受信部及びアンテナを備えた複数の無線通信装置が、現在普及しているＩＥＥＥ８０２．１１ａの規格に準拠した複数の無線通信装置と無線通信システムを構成することが考えられる。このようなシステムにおいて、複数の送信部及び受信部を有する無線通信装置が、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの無線通信装置と通信する場合には、１つの送信部及び受信部を用いて通信する。一方、複数の送信部及び受信部を有する無線通信装置同士が通信を行う場合には、要求に応じて複数の送信部及び受信部を用いて通信することができる。しかし、いつ、どのような状況で、複数の送信部及び受信部を有する無線通信装置が、２つ以上の送信部及び受信部を用いて通信を行えばよいかを判断する方法は決まっていない。

また、複数の送信部及び受信部を有する無線通信装置が２つ以上の送信部及び受信部を用いてデータを送信した場合に、ＩＥＥＥ８０２．１１ａに準拠した無線通信装置は、そのデータを理解できない。このため、そのデータに含まれる情報がＩＥＥＥ８０２．１１ａ準拠の無線通信装置に伝えることができずに、無線ＬＡＮシステムに障害をきたす恐れがある。よって、すでに普及している無線通信装置と、例えば、複数の送信部及び受信部を有する無線通信装置とが共存するような無線通信システムでは、夫々の無線通信装置が送信したデータが衝突する危険性がある。

このような問題に鑑みて、本発明者等は、次のような対応策が、上述のような状況の無線通信技術を改良する上で有効であることを見出した。先ず、伝搬路状況、送信すべきデータ量及びデータストリーム数に応じて、送信部、受信部及びアンテナ数を選択し、使用しない送信部及び受信部をオフ状態（電源をオフ）とする。また、受信フレーム（信号）に設定された情報に基づいて、使用する送信部、受信部及びアンテナ数を選択し、使用する送信部及び受信部のみをオン状態（電源をオン）とする。これにより、要求品質に応じた電源制御が可能となり、通信状況を反映させた無線通信制御及び低消費電力制御が可能な無線通信装置を提供することが可能となる。

以下に、このような知見に基づいて構成された本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態においては、送信元無線通信装置が送信した情報信号に設定された情報に基づいて、複数の送信部及び受信部を備えた宛先無線通信装置が、通電させる送信部及び受信部を選択する。前記宛先無線通信装置は、選択した結果を送信フレーム（信号）に設定して前記送信元無線通信装置へ返答する。

図１は、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムの通信形態の例を示す図である。図１において、１つの無線基地局（無線通信装置）１０１に複数の無線端末（無線通信装置）１０２、１０３が無線接続される。この無線基地局と複数の無線端末から構成される単位をＩＥＥＥ８０２．１１ではＢＳＳ（ＢＳＳ：Basic Service Set）という。

図２は、複数のＢＳＳから構成された、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムの通信形態の例を示す図である。図２において、１つの無線基地局（無線通信装置）２０１に複数の無線端末（無線通信装置）２０３、２０４が無線接続されて第１の単位ＢＳＳ１が構成される。また、１つの無線基地局（無線通信装置）２０２に複数の無線端末（無線通信装置）２０５、２０６、２０７が無線接続されて第２の単位ＢＳＳ２が構成される。第１の単位ＢＳＳ１と第２の単位ＢＳＳ２とは有線または無線によって接続され、更にこれらに有線端末２０８が接続される。

図２に示すような無線通信システムの形態をＩＥＥＥ８０２．１１ではＥＳＳ（ＥＳＳ：Extended Service Set）という。無線基地局間はＤＳ（ＤＳ：Distributed System）といわれ、有線で接続されていてもよいし、無線によって接続されていてもよい。

図１に示す同一ＢＳＳ内には、複数のアンテナ及び送信部及び受信部を備えた無線基地局１０１及び無線端末１０２と、単一のアンテナ及びそれに対応する送信部及び受信部を備えた無線端末１０３とが混在する。第１の実施形態では、図１に示すような無線通信システムの構成を例として以下に説明する。

図３は、ＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１ａも含む）に準拠した単一アンテナを備える無線通信装置の構成例を示す図である。図３の無線通信装置は、分波器３１０を介してアンテナ３００に接続された送信部３２０及び受信部３３０を有する。送信部３２０及び受信部３３０は、ベースバンド処理部３４０を介してフレーム解析部３５０に接続される。

図４は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示す図である。図４の無線通信装置は、複数のアンテナ４００〜４０３に対して、夫々分波器４１０〜４１３を介して接続された複数の対の送信部４２０〜４２３及び受信部４３０〜４３３を有する。送信部４２０〜４２３及び受信部４３０〜４３３は、送信信号及び受信信号の処理を行うベースバンド処理部４４０を介して、送信信号フレーム及び受信信号フレームの解析を行うフレーム解析部４５０に接続される。

フレーム解析部４５０は、フレームに設定された情報を解析するためのフレーム情報解析部４５１と、フレームの宛先を判定するフレーム宛先判定部４５２とを有する。また、ベースバンド処理部４４０及びフレーム解析部４５０には、送信部及び受信部を選択する選択部４６０が接続される。選択部４６０は、フレーム情報解析部４５１で解析された情報と、フレーム宛先判定部４５２による判定結果に基づいて、送信部４２０〜４２３及び受信部４３０〜４３３の中から使用する送信部及び受信部を選択する。

図１に示す無線通信システムにおいては、４本のアンテナを備える無線基地局１０１と、４本のアンテナを備える無線端末１０２と、１本のアンテナを備える無線端末１０３とが同じＢＳＳ内に混在する。無線基地局１０１及び無線端末１０２は、例えば、図４に示すような通信装置の構成をとり、無線端末１０３は例えば、図３に示すような通信装置の構成をとる。

以下に無線基地局１０１が同じＢＳＳに所属する無線端末と通信する場合の実施形態を説明する。無線通信装置の各機能ブロックが無線基地局１０１のものであることを示すために、図４に示す機能ブロックの数字の最後にＡを付ける。また、無線端末における無線通信装置の各機能ブロックを示す数字の最後にはＳを付ける（例：無線基地局１０１のベースバンド処理部４４０を示すために、ベースバンド処理部４４０Ａと記す）。

無線基地局１０１が無線端末１０３へ情報を送信する場合には、無線基地局１０１は、ベースバンド処理部４４０Ａ及びフレーム解析部４５０Ａと共に、１組の送信部４２０Ａ及び受信部４３０Ａのみをオン状態にする。この際、他の送信部４２１Ａ〜４２３Ａ及び受信部４３１Ａ〜４３３Ａをオフ状態にする。即ち、アンテナ４００Ａ及び分波器４１０Ａのみを使用可能状態にし、それ以外のアンテナ及び分波器を非使用状態にし、無線端末１０３の装置構成である図３と同じ機能を実現する。これにより、無線基地局１０１は、無線端末１０３と無線通信することができる。

次に、無線基地局１０１が無線端末１０２へ情報を送信する場合の例について説明する。無線基地局１０１は無線端末１０２からの受信フレームに記載された情報を保持し、それに基づいて、無線端末１０２との間で複数のアンテナを用いた通信ができるかを判断する。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムにおいて、無線基地局または無線端末で送信及び受信されるＭＡＣ（Medium Access Control）フレームは、データフレーム、管理フレーム、及び制御フレームの３つに分けられる。受信部を選択させる無線基地局からの無線機能設定要求フレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１におけるＭＡＣフレームでの制御フレームの一種でもよいし、管理フレームまたはデータフレームであってもよい。第１の実施形態においては、無線基地局が管理フレームの一種を用いて情報収集する例を示す。

無線基地局１０１は無線端末からの認証のための提携（Association）要求を受けた際などに、無線端末がいくつのアンテナを備えるかという情報を収集する。図５（ａ）は、第１の実施形態に係る各無線端末のアンテナ本数に関する情報の収集例を示す図である。図５（ａ）に示すように、ファイル５０１（５０１Ａ）に、無線端末毎にアンテナの本数（本実施形態では、アンテナ１本に対して送信部及び受信部が夫々１個接続された構成を示す）が記憶される。

図５（ｂ）、（ｃ）は、アンテナの使用本数を設定するための変更例を示す図である。図５（ｂ）に示す例では、ファイル５０２（５０２Ａ）に、送信及び受信されるフレーム（ＩＥＥＥ８０２．１１無線システムならＤａｔａ、ＡＣＫ（Acknowledgement）、ＲＴＳ（Request To Send）等のフレーム）の種類によってアンテナの使用本数が設定される。図５（ｃ）に示す例では、ファイル５０３（５０３Ａ）に、フレーム交換によってやりとりされる情報の内容（音声、動画、画像等）によってアンテナの使用本数が設定される。

図５（ａ）に示す例によれば、無線基地局１０１が複数のアンテナを用いて無線端末１０２に情報データを送信する場合、送信元である無線基地局１０１は、宛先となる無線端末１０２が４本のアンテナを用いて受信可能であることを予め認識している。従って、宛先無線端末１０２に対して４本のアンテナによって受信できるように要求するための無線機能使用要求フレームを送信する。無線機能使用要求フレームを受信した宛先無線端末１０２は、無線機能使用要求フレームに示される要求情報を確認する。宛先無線端末は４つのアンテナを用いて受信可能であるならば、無線機能使用返答フレームに使用可能を示す情報を設定し、送信元無線基地局へ送信する。

上記のような情報交換を実現するために、無線基地局１０１と無線端末１０２で送信及び受信される無線機能使用要求フレームと無線機能使用返答フレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１におけるＭＡＣフレームの一種とすることができる。図６は、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムにおけるＭＡＣフレームの構成例を示す図である。ＭＡＣフレームは、受信処理に必要な情報が設定されるヘッダー部（MAC Header）６１１、フレームの種類に応じた情報（上位レイヤからのデータ等）が設定される本体部（Frame Body）６１２、ヘッダー部６１１及び本体部６１２が正しく受信できたかを判定するために用いるＣＲＣ（Cyclic Redundancy Code）で構成されるチェック部（ＦＣＳ：Frame Check Sequence）６１３から構成される。

ヘッダー部６１１には、フレームの種類に応じた値が設定されるフレーム制御フィールド（Frame Control）、送信を抑制する期間（ＮＡＶ：Network Allocation Vector）を示す期間フィールド（Duration/ID）、直接の送信先や最終宛先、送信元のＭＡＣアドレスが設定されるＭＡＣアドレスフィールド（複数存在）、送信するデータのシーケンス番号や、フラグメント化した場合のフラグメント番号が設定されるシーケンス制御フィールドなどが含まれる。なお、フレーム制御フィールドには、フレームの種類を示すタイプフィールド、サブタイプフィールドや、ＤＳ宛て（つまり、無線基地局宛て）を示す“To-DS”ビット、ＤＳから（つまり、無線基地局から）送信されたかを示す“From-DS”ビットなどが含まれる。

図７（ａ）は、第１の実施形態において用いる無線機能使用要求フレーム（ＲｅＦ）７１０の例を示す図であり、このＭＡＣフレーム７１０には、要求フィールド（Request）が追加される。具体的には、ＲｅＦ７１０には、フレーム制御フィールド７１１、期間フィールド（Duration）７１２、第１アドレスフィールド（Address 1）７１３、第２アドレスフィールド（Address 2）７１４、要求フィールド（Request）７１５、チェックフィールド（ＦＣＳ）７１６が含まれる。フレーム制御フィールド７１１には、フレームの種類を示すタイプ、サブタイプフィールドがあるので、これによって無線機能使用要求フレームであることを認識できる。

第１アドレスフィールド７１３には、宛先のＭＡＣアドレス（本実施形態では無線端末１０２のＭＡＣアドレス）が示される。第２アドレスフィールド７１４には、送信元のＭＡＣアドレス（本実施形態では無線基地局１０１のＭＡＣアドレス）が示される。従って、無線端末１０２は、第１アドレスフィールド７１３によって、この受信フレームが自局宛てフレームであることを判定できる。また、無線端末１０２は、第２アドレスフィールド７１４によって、送信元である無線基地局１０１のＭＡＣアドレスを認識することができる。

このフレームを受信した無線端末１０２以外の無線端末は、第１アドレスフィールド７１３に示されるＭＡＣアドレスが自局のＭＡＣアドレスと異なるため、他局宛てフレームを受信したと認識する。そして、無線端末１０２以外の無線端末は、このＲｅＦ７１０の期間フィールド７１２に設定された値の期間だけ送信を行わず待機しなければならない。

ＲｅＦ７１０の要求フィールド７１５には、４本のアンテナを用いて受信を行うように要求されているかどうかの情報が設定される。本実施形態においては、要求フィールド７１５に「１」が設定されているなら、４本のアンテナによる受信を行うことを示す。また、要求フィールド７１５に「０」が設定されているなら、１本のアンテナによる受信を行うことを示す。

図７（ｂ）は、第１の実施形態において用いる無線機能使用返答フレーム（ＡｎＦ）７２０の例を示す図であり、このＭＡＣフレーム７２０には、返答フィールド（Response）が追加される。具体的には、ＡｎＦ７２０には、フレーム制御フィールド７２１、期間フィールド７２２、アドレスフィールド７２３、返答フィールド７２５、チェックフィールド（ＦＣＳ）７２６が含まれる。フレーム制御フィールド７２１には、フレームの種類を示すタイプ、サブタイプフィールドがあるので、これによって無線機能使用返答フレームであることを認識することができる。

アドレスフィールド７２３には、ＲｅＦ７１０の第２アドレスフィールド７１４と同じＭＡＣアドレス（本実施形態では無線基地局１０１のＭＡＣアドレス）が示される。期間フィールド７２２には、ＲｅＦ７１０に示された期間フィールド７１２の値からＡｎＦ７２０を送信するために要する時間だけを減算した値が設定される。また、返答フィールド７２５には、ＲｅＦ７１０の要求フィールド７１５に示された要求に対する返答が設定される。本実施形態においては、要求フィールド７１５の要求を受理するならば、返答フィールド７２５に「１」が設定され、要求を拒否するならば、返答フィールド７２５に「０」が設定される。

図８は、第１の実施形態に係る無線端末１０２が複数の受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓを選択するまでの処理手順を示すフローチャートである。図９は、同処理手順よって無線基地局１０１と無線端末１０２及び１０３との間で行われるフレーム交換を示すフレーム交換シーケンス図である。以下に、図８及び図９を参照して、無線端末が受信部を選択するまでの処理手順を説明する。

図９に示すように、無線基地局１０１は、無線端末１０２にＲｅＦ７１０を送信する。図４の装置構成である無線端末１０２は、ＲｅＦ７１０をアンテナ４００Ｓで受信した後、対応する受信部４３０Ｓによって復調を行い、ベースバンド処理部４４０Ｓへ出力する。この出力に対して、ベースバンド処理部４４０Ｓにおいて、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１（８０２．１１ａまたは８０２．１１ｂ等）に準拠した所定の信号処理などを施し、デジタルデータとしてのＭＡＣフレームに変換する。次に、このＭＡＣフレームをフレーム解析部４５０Ｓへ転送し、ここで、転送された受信フレームの解析を行う。

まず、フレーム情報解析部４５１Ｓで、ＭＡＣフレームにおけるフレーム制御フィールドに含まれるタイプ、サブタイプフィールドを解析する。これにより、ＭＡＣフレームがＲｅＦ７１０（図７（ａ）参照）であることを認識する（図８に示すステップＳ０）。次に、フレーム宛先判定部４５２Ｓにより、ＲｅＦ７１０に含まれる第１のアドレスフィールド７１３の情報を解析する。これにより、自局宛てのフレームか否かを判定する（ステップＳ１）。

ここで、受信したフレームに自端末のＭＡＣアドレスが設定されたフレームは、当然自局宛てのフレームと判定する。また、マルチキャストアドレス及びブロードキャストアドレスのように複数の無線通信装置宛てのアドレスが示されているときにも、それらのアドレスに自端末が所属している場合には、自局宛てフレームと判定する。

ステップＳ１においてＮｏと判定された場合（自局宛てフレームでない場合）には、ＲｅＦ７１０に設定された期間フィールド７１２の値を取得する（ステップＳ２）。次に、受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓのうち、１つの受信部のみをオン状態にしておくか、全ての送信部４２０Ｓ〜４２３Ｓ及び受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓの電源をオフ状態とするかを選択し、期間フィールド７１２に設定された期間だけ待機する（ステップＳ３〜Ｓ６）。

一方、ステップＳ１においてＹｅｓと判定された場合（自局宛てフレームである場合）には、ＲｅＦ７１０に含まれる要求フィールド７１５の情報を取得する（ステップＳ７）。次に、フレーム解析部４５０Ｓで取得した要求フィールド７１５の情報が「１」か否かを判定する（ステップＳ８）。

ステップＳ８においてＮｏと判定された場合（要求フィールド７１５の情報が「０」である場合）には、フレーム解析部４５０Ｓは受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓのうち、１つの受信部を選択するように選択部４６０Ｓへ通知する。選択部４６０Ｓは、受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓのうち、直前まで使用していた１つの受信部のみをオン状態にしておく。フレーム解析部４５０Ｓは、返答フィールド７２５の情報として「１」を設定し、ＡｎＦ７２０を送信し、前記選択部４６０Ｓにより選択された１つの受信部をオン状態にした状態で受信待機する（ステップＳ９〜Ｓ１２）。

一方、ステップＳ８においてＹｅｓと判定された場合（要求フィールド７１５の情報が「１」である場合）には、フレーム解析部４５０Ｓは全ての受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓをオン状態にするように選択部４６０Ｓへ通知する（ステップＳ１３）。次に、選択部４６０Ｓは全ての受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓが受信可能であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４においてＮｏと判定された場合（全ての受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓが受信可能でない場合）には、選択部４６０Ｓは受信可能でないことをフレーム解析部４５０Ｓへ通知し、無線端末１０２において直前まで使用していた１つの受信部のみをオン状態にしておく。通知を受けたフレーム解析部４５０Ｓは、返答フィールド７２５の情報として「０」を設定し、ＡｎＦ７２０を送信し、選択部４６０Ｓにより選択された１つの受信部をオン状態にした状態で受信待機する（ステップＳ１５〜Ｓ１８）。

一方、ステップＳ１４においてＹｅｓと判定された場合（全ての受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓが受信可能である場合）には、選択部４６０Ｓは全ての受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓで受信可能であることをフレーム解析部４５０Ｓへ通知するとともに、全ての受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓをオン状態にするように要求する。通知を受けたフレーム解析部４５０Ｓは、返答フィールド７２５の情報に「１」を設定し、ＡｎＦ７２０を送信する（ステップＳ１９〜Ｓ２１）。その後、ＡｎＦ７２０が送信完了になるまで待機する（ステップＳ２２）。

ステップＳ２２においてＹｅｓと判定された場合（送信完了）には、ベースバンド処理部４４０Ｓは選択部４６０ＳへＡｎＦ７２０を送信完了したことを通知する。その後、選択部４６０Ｓは全ての受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓをオン状態にする（ステップＳ２３）。

図９は、ステップＳ１、Ｓ８及びＳ１４を全てＹｅｓと判定した場合のフレームシーケンスを示す。無線基地局１０１は、要求フィールド７１５の情報が「１」と設定されたＲｅＦ７１０を送信する。これを受信した無線端末１０２は、返答フィールド７２５の情報を「１」に設定したＡｎＦ７２０を無線基地局１０１へ送信し、４つの受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓをオン状態として受信待機する。ＡｎＦ７２０を受信した無線基地局１０１は、４つの送信部４２０Ａ〜４２３Ａを用いて異なるデータ１〜４を送信する。無線端末１０２は４つの受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓをオン状態にして待機しているので、前記データ１〜４を受信することが可能となる。一方、ＲｅＦ７１０の宛先でない無線端末１０３は、期間フィールド７１２に設定された期間だけ送信を抑制する。

なお、上記期間が経過した時、宛先無線端末１０２の選択部４６０Ｓは、４つの受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓの中から１個の受信部を選択してオン状態にし、それ以外の受信部はオフ状態とする。代わりに、選択部４６０Ｓは、上記期間が経過した後も、一時的に、全て（ここでは４つ）の受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓを選択してオン状態に維持してもよい。

このように、無線端末１０２は無線基地局１０１からのフレーム情報を解析するため、無線基地局１０１によって複数の送信部（送信部４２０Ａ〜４２３Ａのうち複数を選択する）を用いて送信されるフレームが自局宛てであることが判定可能である。また、無線端末１０２は複数の受信部（受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓのうち複数を選択する）の電源を通電させればよいかを認識することもでき、フレーム受信が必要のない期間に無線機をオン状態にする必要がない。また、複数のアンテナを備えていない無線端末１０３が混在していても、ＲｅＦ７１０及びＡｎＦ７２０に設定される期間フィールド７１２、７２２の期間だけ送信を抑制させることができる。従って、その期間の間はフレーム衝突が回避でき、優先してデータを送信及び受信することが可能となる。上述の無線通信装置の構成をとることにより、無線基地局１０１は、無線端末１０２、１０３のいずれとも無線通信することができる。

第１の実施形態によれば、宛先無線通信装置は、複数のアンテナを用いてのデータ送信要求がある場合のみ、その受信部をオン状態にすればよく、それ以外の場合は１つの受信部で受信待機するので低消費電力動作が可能となる。また、複数のアンテナを備えていない無線通信装置と混在した無線通信システムにおいても、無線通信装置は最初の要求フレームは受信することができるため、非宛先無線通信装置は、要求フレームに設定された期間フィールドにより送信待機することが可能である。このため、宛先無線通信装置は、一定期間にわたってシステムを占有でき、データ送信中に障害を受けることがない。

更に、要求フレームと返答フレームとによるフレーム交換を事前に行うことにより、無線通信装置は自局宛てフレームか否かの判定ができる。要求フレームが自局宛てフレームでない場合には、非宛先無線通信装置は複数の受信部をオン状態にする必要がないことがわかり、期間フィールドに設定された期間だけ待機すればよい。従って、受信する必要がないフレームが送信される期間に受信部をオン状態としてしまうこともない。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態に基づくものであり、それとの相違点を中心として以下に説明する。第２の実施形態では、対応して選択される送信部及び受信部の個数を決定するため、送信元無線基地局が宛先無線端末へ情報を送信する前に、フレーム交換を行う。

図１０（ａ）、（ｂ）は、第２の実施形態において用いる無線機能使用要求フレーム（ＲｅＦ）１０１０及び無線機能使用返答フレーム（ＡｎＦ）１０２０の例を夫々示す図である。図１０（ａ）に示すＭＡＣフレーム１０１０は、図７（ａ）に示すＭＡＣフレーム７１０の要求フィールド７１５に代え、要求数フィールド（Request Number）１０１５を含む。図１０（ｂ）に示すＭＡＣフレーム１０２０は、図７（ｂ）に示すＭＡＣフレーム７２０の返答フィールド７２５に代え、返答数フィールド（Response Number）１０２５を含む。要求数フィールド１０１５には、送信元無線基地局が使用を希望する宛先無線端末における受信機の個数が設定される。返答数フィールド１０２５には、宛先無線端末が実際に使用することを決定した受信機の個数が設定される。

第２の実施形態を実現するための無線通信装置の構成は、第１の実施形態における図４と実質的に同じである。ただし、フレーム解析部４５０で解析したＲｅＦ１０１０から抽出する情報は、要求数フィールド１０１５に設定された受信部の要求個数である。この要求個数は受信側の選択部４６０へ通知され、選択部４６０は通知された個数のうち、実際に使用する受信部の個数を決定する。

受信側の選択部４６０は、決定した受信部の個数分だけ電源をオン状態にするための選択制御信号を受信部へ出力し、これに基づいて、宛先無線端末の受信部をオン状態にする。また、この選択部４６０は、決定した受信部の個数情報を受信側のフレーム解析部４５０へ通知する。このフレーム解析部４５０は、ＡｎＦ１０２０を送信する際に、前記個数情報を返答数フィールド１０２５に設定する。

例えば、図４における無線通信装置の構成をとる無線基地局１０１と無線端末１０２とが通信を行うとする（図１参照）。この場合、送信元無線基地局１０１は複数の送受信機を用いて送信したいデータ量に応じて、例えば、要求する受信部の３個と決定し、ＲｅＦ１０１０の要求数フィールド１０１５に「３」を設定する。

ＲｅＦ１０１０を受信した宛先無線端末１０２は、要求数フィールド１０１５に示される情報を抽出し、３つの受信部（例えば、４３０Ｓ〜４３２Ｓとする）を使用することを決定する。次に、決定した受信部４３０Ｓ〜４３２Ｓの個数である「３」という情報をＡｎＦ１０２０に設定し、送信元無線基地局１０１へ送信する。その後、送信元無線基地局１０１から送信されるフレームが受信可能な時間までに、宛先無線端末１０２は３つの受信部４３０Ｓ〜４３２Ｓをオン状態にする。一方、ＲｅＦ１０１０の宛先でない無線端末１０３は、期間フィールド７１２に設定された期間だけ送信を抑制する。

なお、上記期間が経過した時、無線端末１０２の選択部４６０Ｓは、選択していた３つの受信部４３０Ｓ〜４３２Ｓの中から１個の受信部を選択してオン状態にし、それ以外の受信部はオフ状態とする。代わりに、選択部４６０Ｓは、上記期間が経過した後も、一時的に、選択していた３つの受信部４３０Ｓ〜４３２Ｓをそのまま選択してオン状態に維持してもよい。

第２の実施形態によれば、宛先無線通信装置は、複数のアンテナを用いてのデータ送信要求がある場合のみ、その受信部をオン状態にすればよく、それ以外の場合は１つの受信部で受信待機するので低消費電力動作が可能となる。第２の本実施形態では、実際に使用する受信部の個数を要求することができ、単純にオン／オフさせる場合よりも細かい制御が可能となる。従って、送信元無線通信装置が要求する受信部の個数に合わせることができ、フレーム交換に必要な無線部（受信部及び／または送信部）だけをオン状態にすることが可能となり、より低消費電力動作が可能となる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第１及び第２の実施形態に基づくものであり、それらとの相違点を中心として以下に説明する。第１及び第２の実施形態では、複数の送信部及び受信部を用いて通信を行う前に、送信元無線基地局と宛先無線端末の間で予め情報交換を行う。これに対して、第３の実施形態では、送信元無線通信装置が複数の送信部を用いて通信を行う場合に、送信元無線通信装置が宛先無線通信装置に要求する受信部の個数に関する情報を含む無線機能使用宣言フレーム（ＤｅＦ）を送信する。

ＤｅＦには、例えば、上述のＲｅＦ７１０または１０１０と同様なフレームフォーマットで、使用要求に関する情報が設定される。ＤｅＦに対する返答フレーム（無線機能使用返答フレームに対応するようなもの）は存在しない。従って、宛先無線端末１０２は、ＤｅＦに対して返答フレームを送信する必要がないが、ＤｅＦに設定された使用要求に関する情報には従う必要がある。

図１１は、図１のようなＢＳＳ構成において、第３の実施形態に係る処理手順によって無線基地局１０１と無線端末１０２及び１０３との間で行われるフレーム交換を示すフレーム交換シーケンス図である。無線基地局１０１は、例えば、宛先無線端末１０２における受信機の使用個数が設定されたＤｅＦ（例えば、ＲｅＦ１０１０の要求数フィールド１０１５に「４」を設定したようなもの）を送信する。これを受信した無線端末１０２は、４つの受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓをオン状態として受信待機し、宛先でない無線端末１０３は、期間フィールド（例えば、フレーム１０１０のフィールド７１２）に設定された期間だけ送信を抑制する。次に、無線基地局１０１は、４つの送信部４２０Ａ〜４２３Ａを用いて異なるデータ１〜４を送信する。

第３の実施形態によれば、宛先無線通信装置は、複数のアンテナを用いてのデータ送信要求がある場合のみ、その受信部をオン状態にすればよく、それ以外の場合は１つの受信部で受信待機するので低消費電力動作が可能となる。第３の本実施形態では、送信元無線通信装置から送信される無線機能使用宣言フレームに対して、宛先無線通信装置は返答フレームを送信する必要がない。従って、第１の及び第２の実施形態で用いた無線機能使用返答フレームを送信するための時間を削減でき、スループットの向上を図ることができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、第１の実施形態に基づくものであり、それとの相違点を中心として以下に説明する。第４の実施形態では、無線基地局１０１が特定フレームを送信することにより、それを受信した無線端末１０２は複数の送信部を用いて情報を送信できる期間が与えられる。この場合の通信において、送信されるフレームの種類によって、無線基地局１０１及び無線端末１０２が送信部及び受信部の個数を選択する。

図１２は、本発明の第４の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示す図である。図１２の無線通信装置は、図４の無線通信装置と類似するが、フレーム解析部１２５０が、フレーム情報解析部４５１及びフレーム宛先判定部４５２に加えて、フレームの種類を特定するフレーム種類特定部１２５３を有する点で異なる。送信側のフレーム種類特定部１２５３は、送信するフレームの種類を認識し、送信フレーム種類を送信側の選択部４６０へ通知する。通知を受けた選択部４６０は、フレームの種類に応じていくつの送信部をオン状態にするかを決定する。そして、この選択部４６０は、この決定内容を指示する選択制御信号を送信部へ出力することにより、送信に必要な送信部をオン状態にする。

図１３は、図１のようなＢＳＳ構成において、第４の実施形態に係る処理手順によって無線基地局１０１と無線端末１０２及び１０３との間で行われるフレーム交換を示すフレーム交換シーケンス図である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｅの標準化作業を進めているタスクグループ（Task group）ではＩＥＥＥ８０２．１１に基づく無線ＬＡＮシステムに対してＱｏＳ（Quality of Service）機能等の追加検討を行っている。そのＩＥＥＥ８０２．１１ｅでは、図１３に示すように、無線基地局１０１がＩＥＥＥ８０２．１１ｅにおけるＭＡＣフレームの１つである送信要求の問い合わせフレーム（QoS CF-Poll）を送信した場合、そのフレームを受信した無線端末１０２には優先的に送信が行える期間が与えられる。また、この問い合わせフレームの宛先ではない無線端末１０２以外の無線端末（図１３では無線端末１０３）は、問い合わせフレームの期間フィールドに示された期間だけ送信を待機しなければならない。

無線基地局１０１が送信要求の問い合わせフレーム（QoS CF-Poll）を送信する場合、送信抑制期間を設定するために全ての無線端末に到達することが必要である。従って、この送信の際に適用する無線基地局１０１の送信部は１個であることが望ましい。この動作を実現するため、無線基地局１０１におけるフレーム解析部１２５０Ａのフレーム種類特定部１２５３Ａは、送信要求問い合わせフレームを送信することを認識する。フレーム解析部１２５０Ａから転送される送信要求問い合わせフレームには、宛先無線端末１０２が４つの送信部４２０Ｓ〜４２３Ｓを用いて送信可能であることを示す無線機能要求情報が設定される。なお、現在のＩＥＥＥ８０２．１１eに規定されているQoS CF-Pollには予備ビットが１ビットあるので、そのビットを無線機能要求情報として使用して通知することが可能である。また、必要ならばQoS CF-Pollに無線機能要求情報のための新規フィールドを設ける方法も考えられる。

無線基地局１０１が送信するフレームが送信要求問い合わせフレームであること、及び同フレームに設定される無線機能要求情報の内容は、選択部４６０Ａへ通知される。選択部４６０Ａは、送信要求問い合わせフレームを送信するため、送信部４２０Ａを使用することを決定する。また、宛先無線端末１０２が４つの送信部４２０Ｓ〜４２３Ｓを用いて送信するフレームを無線基地局１０１が受信するために、選択部４６０Ａは、受信部４３０Ａ〜４３３Ａを使用することを決定する。そして、選択部４６０Ａは、選択制御信号を送信部４２０Ａへ出力し、送信部４２０Ａをオン状態にすることで、無線基地局１０１が送信要求問い合わせフレームを無線端末１０２へ送信する。この送信後、無線基地局１０１の選択部４６０Ａは、受信部４３０Ａ〜４３３Ａをオン状態にする（図１３の期間１３００）。

宛先無線端末１０２が送信要求の問い合わせフレーム（QoS CF-Poll）を受信した場合、無線端末１０２は、フレーム情報解析部４５１Ｓにおいて、送信要求の問い合わせフレームに設定された無線機能要求情報を抽出する。フレーム情報解析部４５１Ｓは、４つの送信部を用いてフレームを送信する要求があることを認識し、これを選択部４６０Ｓへ通知する。選択部４６０Ｓは、ベースバンド処理部４４０Ｓへ４つの送信部４２０Ｓ〜４２３Ｓをオン状態にするように要求し、４つの送信部４２０Ｓ〜４２３Ｓをオン状態にする。これにより、無線端末１０２は、データ（Data）フレームを送信することが可能となる（期間１３１０）。

無線端末１０２からのデータフレームを受信した無線基地局１０１は、正しくデータを受信できたことを無線端末１０２へ通知するために確認フレーム（ACK）を送信する。このため、無線基地局１０１におけるフレーム解析部１２５０Ａのフレーム種類特定部１２５３Ａは、確認フレームを送信することを認識し、選択部４６０Ａへ通知する。選択部４６０Ａは、確認フレームを送信するため、送信部４２０Ａを使用することを決定する。

無線基地局１０１のフレーム情報解析部４５１Ａによって、期間１３１０で受信したフレームは最終フレームではなく、更に宛先無線端末１０２が４つの送信部４２０Ｓ〜４２３Ｓを用いて送信すると認識された場合、無線基地局１０１における選択部４６０Ａは、そのフレームを受信するために、受信部４３０Ａ〜４３３Ａを使用することを決定する。そして、選択部４６０Ａは、選択制御信号を送信部４２０Ａへ出力することにより、送信部４２０Ａをオン状態にし、確認フレームを送信する。その送信後、選択部４６０Ａは、受信部４３０Ａ〜４３３Ａをオン状態にする（期間１３２０）。

期間１３３０、１３４０におけるデータフレーム及びそれに対する確認フレーム送信においても上記と同様な動作を行うことでフレーム交換を実現する。その後、無線基地局１０１は、最後のフレームであることを認識すると、受信部４３０Ａ〜４３３Ａをオフ状態とする。また、無線端末１０２は、最後のフレームに対する確認フレームを受信すると、受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓをオフ状態とする。この際、無線基地局１０１及び無線端末１０２の夫々は、通常1つの受信部をオン状態にして受信待機するが、次に受信すべき（電源をオン状態とする）時間がわかっている場合は、全ての受信部の電源をオフ状態とすることができる。

第４の実施形態によれば、無線通信装置は、送信するフレームの種類によって送信部及び受信部の電源制御を行い、これにより低消費電力化が可能となる。また、データ量が多いフレームを送信する場合には、複数の送信部及び受信部を用いてフレーム交換をするので、高スループットなフレーム転送を実現することができる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態は、第４の実施形態に対して第２及び第３の実施形態を組み合わせた例である。第４の実施形態で示した送信要求の問い合わせフレーム（QoS CF-Poll）においては、無線端末が複数の送信部を使用するか否かを設定する１ビット情報しかない。第５の実施形態では、更に細かく電源オン／オフさせる送信部の個数を制御するために、送信部個数の指定を行う。ここでは、第４の実施形態で示した送信要求の問い合わせフレーム（QoS CF-Poll）を無線端末が受信後に、無線端末が、第２の実施形態で述べた無線通信機能使用要求フレーム及び無線通信機能使用返答フレーム、或いは第３の実施形態で述べた無線通信機能使用宣言フレームを用いることにより送信部個数の決定を行う。

図１４（ａ）は、図１のようなＢＳＳ構成において、第５の実施形態に係る処理手順によって無線基地局１０１と無線端末１０２及び１０３との間で行われるフレーム交換を示すフレーム交換シーケンス図である。ここでは、無線通信機能使用要求フレーム（ＲｅＦ）及び無線通信機能使用返答フレーム（ＡｎＦ）が使用される。図１４（ａ）に示すように、無線基地局１０１が、送信要求の問い合わせフレーム（QoS CF-Poll）を送信し、これを無線端末１０２が受信する。無線端末１０２は複数の送信部（４２０Ｓ〜４２３Ｓのうちいずれか）を要求に応じて決定する。例えば、無線端末１０２が送信したいデータ量に応じて使用する送信部を４個と決定した場合には、無線端末１０２が無線基地局１０１に要求する受信部の個数は４個となる。よって、図１０（a）のＲｅＦ１０１０の要求数フィールド１０１５に「４」を設定する。

ＲｅＦ１０１０を受信した無線基地局１０１は、要求数フィールド１０１５に示される情報を抽出し、４つの受信部４３０Ａ〜４３３Ａを使用することを決定する。次に、決定した受信部の個数である「４」という情報をＡｎＦ１０２０に設定し、無線端末１０２へ送信する。ＡｎＦを送信後、無線端末１０２から送信されるフレームが受信可能な時間までに、無線基地局１０１は４つの受信部４３０Ａ〜４３３Ａをオン状態にする。一方、他の無線端末１０３は、ＲｅＦ１０１０の期間フィールド７１２に設定された期間だけ送信を抑制する。

図１４（ｂ）は、図１のようなＢＳＳ構成において、第５の実施形態に係る別の処理手順によって無線基地局１０１と無線端末１０２及び１０３との間で行われるフレーム交換を示すフレーム交換シーケンス図である。ここでは、無線機能使用宣言フレーム（ＤｅＦ）が使用される。図１４（ａ）に示すように、無線基地局１０１が、送信要求の問い合わせフレーム（QoS CF-Poll）を送信し、これを無線端末１０２が受信する。その後例えば、無線端末１０２は複数の送信部を用いて送信したいデータ量に応じて、無線基地局１０１に要求する受信部の４個と決定し、この個数を設定したＤｅＦ（例えば、ＲｅＦ１０１０の要求数フィールド１０１５に「４」を設定したようなもの）を送信する。

これを受信した無線基地局１０１は、無線端末１０２から送信されるフレームが受信可能な時間までに、４つの受信部４３０Ａ〜４３３Ａをオン状態にする。一方、他の無線端末１０３は、期間フィールド（例えば、フレーム１０１０のフィールド７１２）に設定された期間だけ送信を抑制する。

第５の実施形態によれば、無線通信装置は、送信要求の問い合わせフレーム（QoS CF-Poll）の受信後に送信部及び受信部の使用数に関して交渉をするためのフレーム送信を行う。これにより、より細かい送信部及び受信部の電源制御を可能とし、更に低消費電力化と高スループットとを実現することができる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態は、第１乃至第４の実施形態に基づくものであり、それらとの相違点を中心として以下に説明する。第６の実施形態では、無線通信装置が複数の送信部を用いて情報を送信する場合、送信部の選択数を決定するために無線通信状況に基づいて選択を行う。

図１５は、本発明の第６の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示す図である。図１５の無線通信装置は、図１２の無線通信装置と類似するが、送信部及び受信部を選択する選択部１５６０が更に比較部１５６１を有する点、及び、無線通信環境の基準値を設定する基準値設定部１５７０と無線通信環境を測定する環境測定部１５８０とが選択部１５６０に接続される点で異なる。

基準値設定部１５７０は送信部を選択するための第１のしきい値と、送信するストリーム数を選択するための第２のしきい値とを設定する。環境測定部１５８０は伝送路状態を示す第１の観測値を、また、フレーム解析部１２５０は、送信する情報の種類を示す第２の観測値を選択部１５６０へ出力する。選択部１５６０の比較部１５６１は、第１及び第２のしきい値と第１及び第２の観測値とを夫々比較する。比較部１５６１が判定する第１比較結果は、第１の観測値が第１のしきい値以上であるか未満であるかを判定した結果である。また、第２比較結果は、第２の観測値が第２のしきい値以上であるか未満であるかを判定した結果である。

第６の実施形態において、図１５の選択部１５６０は、送信する情報の種類によって送信部の数を選択し、伝送路状況によって選択した複数の送信部から異なる情報を送信するか、同一の情報を送信するかを選択する。図１６は、第６の実施形態に係る無線基地局が情報を無線端末へ送信する（例えば、第１または第２の実施形態のように）際に、使用する送信部の個数を決定するまでの処理手順を示すフローチャートである。

まず、選択部１５６０は、フレーム解析部１２５０から送信情報の種類（フレームの種類を含む）を示す種類値（第２の観測値）ｃを取得する。また、選択部１５６０は、環境測定部１５８０から伝送路状況を示す状況値（第１の観測値）ｄを取得する（ステップＳ１及びＳ２）。第１の観測値ｄは、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ：Signal to Noise Ratio）、変調精度（ＥＶＭ：Error Vector Magnitude）、受信信号強度（ＲＳＳＩ：Receive Signal Strength Indication）、ビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）、パケット誤り率（ＰＥＲ：Packet Error Rate）の少なくとも１つを含む。

一方、基準値設定部１５７０は、送信部の選択数を決定するための第２のしきい値Ｃ０、Ｃ１（ただし、Ｃ０＜Ｃ１）と、複数の送信部から送信するストリーム数を決定するための第１のしきい値Ｄとを設定する（ステップＳ３）。第２のしきい値Ｃ０、Ｃ１は音声、映像、制御情報、データ量等の情報の種類によって決定される。また、第１のしきい値Ｄは第１の観測値ｄに対応するパラメータである。

次に、送信情報の種類を示す種類値ｃがしきい値Ｃ０以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４においてＮｏと判定された場合（種類値ｃがしきい値Ｃ０未満）には、１つの送信部を用いて無線通信を行う（ステップＳ５）。

ステップＳ４においてＹｅｓと判定された場合（種類値ｃがしきい値Ｃ０以上）には、更に種類値ｃはしきい値Ｃ１以上であるかどうかの判定を行う（ステップＳ６）。ステップＳ６においてＮｏと判定された場合（種類値ｃがしきい値Ｃ１未満）には、２つの送信部を用いて無線通信することを決定する（ステップＳ７）。次に、伝送路状況を示す観測値ｄがしきい値Ｄ以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。

ステップＳ８においてＮｏと判定された場合（観測値ｄがしきい値Ｄ未満）には、無線環境が悪いと判断し、２つの送信部から同一の情報を送信する（ステップＳ９）。ステップＳ８においてＹｅｓと判定された場合（観測値ｄがしきい値Ｄ以上）には、無線環境が良好と判断し、２つの送信部から異なる情報を送信する（ステップＳ１０）。

一方、ステップＳ６においてＹｅｓと判定された場合（種類値ｃがしきい値Ｃ１以上）には、４つの送信部によって無線通信することを決定する（ステップＳ１１）。次に、ストリーム選択を行うため、伝送路状況を示す観測値ｄがしきい値Ｄ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２においてＮｏと判定された場合（観測値ｄがしきい値Ｄ未満）には、４つの送信部から同一の情報を送信する（ステップＳ１３）。ステップＳ１２においてＹｅｓと判定された場合（観測値ｄがしきい値Ｄ以上）には、４つの送信部から異なる情報を送信する（ステップＳ１４）。

第６の実施形態によれば、無線通信装置は送信する情報の種類によって送信部を選択して送信部の電源制御を行い、これにより低消費電力化が可能となる。また、伝送路状況の測定結果に基づいて、選択した複数の送信部から同一の情報を送信するか、異なる情報を送信するかを決定する。これにより、無線通信環境に応じて情報の送信方法を選択するため、より高品質な無線通信が可能となる。

（第７の実施形態）
第７の実施形態は、第２の実施形態に基づくものであり、それとの相違点を中心として以下に説明する。第７の実施形態では、送信元無線基地局から受信した無線機能使用要求フレームに指定された数量分の受信部を宛先無線端末が選択する際に、無線機能使用要求フレームを受信するために用いた受信部を必ず含むように選択する。

例えば、図１に示す無線通信システムにおいて、図４、図１２、または図１５の無線通信装置の構成をとる無線端末１０２が、無線基地局１０１からの無線機能使用要求フレームを受信部４３０Ｓにより受信したとする。この場合、無線端末１０２に要求される受信部の個数が３つであれば、無線端末１０２における選択部４６０Ｓ（または、選択部１５６０Ｓ）は、受信部４３０Ｓに加えて受信部４３１Ｓ、４３２Ｓを選択する。

第７の実施形態によれば、無線通信装置は、送信元無線通信装置が指定した受信部数のみを選択することにより低消費電力化を実現する。更に、直前まで受信するための用いていた受信部を用いることにより、無線通信に必要なパラメータを新規に設定することなく受信することができる。このため、情報を受信するまでの処理手順を簡略化することができる。

（第８の実施形態）
第８の実施形態は、第２及び第６の実施形態に基づくものであり、それらとの相違点を中心として以下に説明する。第８の実施形態では、受信部を選択する際、受信部を全てオン状態とし、その後、無線通信環境の観測値に基づいて、最も受信品質の良好な受信部から順に所定数の受信部をオン状態に維持し、受信品質が劣る受信部はオフ状態にする。

例えば、図１のようなＢＳＳ構成において、送信元無線基地局１０１が送信する無線機能使用要求フレームを、図１５の無線通信装置の構成をとる宛先無線端末１０２が受信するものとする。無線端末１０２は、無線機能使用要求フレームに設定された受信部の選択数が３つであることをフレーム解析部１２５０Ｓで認識し、そのことを選択部１５６０Ｓへ通知する。

選択部１５６０Ｓは、まず４つ全ての受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓをオン状態にするようにベースバンド処理部４４０Ｓへ通知し、４つの受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓをオン状態にする。次に、４つの受信部４３０Ｓ〜４３３Ｓによって無線通信情報を受信し、ベースバンド処理部４４０Ｓへ転送して所定の信号処理を行って受信フレームを出力する。ベースバンド処理部４４０Ｓは、ベースバンド処理を行う際に、環境測定部１５８０Ｓによって伝送路状況を測定する。環境測定部１５８０Ｓによって測定された環境情報は選択部１５６０Ｓへ通知される。選択部１５６０Ｓは、通知された環境情報により、受信品質の良好な受信部から順に３つを選択し電源をオン状態に維持し、残りの１つの受信部の電源はオフ状態にする。

第８の実施形態によれば、無線通信装置は、まず受信部の受信特性を測定することにより、どの受信部の受信品質が良好であるかを確認し、受信に必要な受信部数のみをオン状態にする。これにより、低消費電力化と受信品質の向上を実現することができる。

（第９の実施形態）
第９の実施形態は、第１乃至第８の実施形態に基づくものであり、それらとの相違点を中心として以下に説明する。第９の実施形態では、送信元無線通信装置が１つの送信部を用いて宛先無線通信装置の1つの受信部へ情報を通信する期間と、送信元無線通信装置が複数の送信部を用いて宛先無線通信装置の複数の受信部へ情報を通信する期間とを予め設定し、無線通信を行う。

図１７（ａ）は、第９の実施形態に係る複数無線部の使用期間の設定例を示す図である。図１７（ａ）に示すように、無線通信装置には、送信及び受信可能であるアウェイク（Awake）期間と、電源をオフ状態として受信することができないドーズ（Doze）期間とが設定される。更に、アウェイク期間には、１つの送信部及び受信部を使用して無線通信を行う単一無線部使用期間（ＳＩＳＯＰ：SISO Period）１７００と、複数の送信部及び受信部を用いて無線通信を行う複数無線部使用期間（ＭＩＭＯＰ：MIMO Period）１７１０とが設定される。

例えば、図１のようなＢＳＳ構成において、ＭＩＭＯＰ１７１０を開始する場合には、送信元無線基地局１０１が、送信要求の問い合わせフレームを宛先無線端末１０２へ送信する。これを受信した無線端末１０２は、このフレームに設定された時間内で複数の送信部４２０Ｓ〜４２３Ｓを用いて送信することが可能となる。また、無線基地局１０１は、ＭＩＭＯＰ１７１０では無線端末１０２が複数の送信部４２０Ｓ〜４２３Ｓによってフレームを送信することを認識しているので、無線端末１０２から送信されたフレームを受信することができる。

なお、ＭＩＭＯＰ１７１０は、無線端末１０２が無線基地局１０１のＢＳＳに加わる段階において、無線基地局１０１と無線端末１０２との管理情報の交換により予め設定することができる。この場合、図１７（ｂ）に示すように、夫々の無線端末に割り振るように、複数のＭＩＭＯＰ１７１a〜１７１ｅを時間分割で設定することができる。各無線端末は、自端末に設定されたＭＩＭＯＰにのみアウェイク状態となればよい。例えば、設定された期間がＭＩＭＯＰ１７１aであるなら、その期間においてのみ無線通信装置を通信可能な状態に準備しておき、それ以外の期間においては送信部及び受信部をオフ状態とすることができる。

上記説明において、ＭＩＭＯＰは複数の送信部から送信された無線信号を、複数の受信部を用いて受信する期間としたが、1つの送信部から送信された無線信号を複数の受信部を用いて受信する場合や、複数の送信部から送信された無線信号を1つの受信部を用いて受信する場合の期間であってもよい。また、ＳＩＳＯＰは、１つの送信部及び受信部を使用して無線通信を行う期間であり、従来の通常の通信と同様であるので、ここでは説明を省略する。

第９の実施形態によれば、無線通信装置は、アウェイク期間や複数無線部使用期間に応じて送信部及び受信部の電源制御を行い、これにより低消費電力化が可能となる。

（第１乃至第９の実施形態に共通の事項）
第１乃至第９の実施形態に示す特徴は、無線通信装置の受信機能構成及び送信機能構成の夫々に、独立して適用することができる。例えば、図４、図１２、または図１５の無線通信装置の受信機能構成のみに注目すれば、この装置は、夫々のアンテナに接続されたＭ個（Ｍは２以上の整数）の受信部を含む。選択部４６０、１５６０は、フレーム解析部４５０、１２５０による解析結果に基づいて、Ｍ個の受信部の中からＰ個（Ｐは０以上でＭ以下の整数）の受信部を選択する。

また、例えば、図４、図１２、または図１５の無線通信装置の送信機能構成のみに注目すれば、この装置は、夫々のアンテナに接続されたＮ個（Ｎは２以上の整数）の送信部を含む。選択部４６０、１５６０は、フレーム解析部４５０、１２５０による解析結果に基づいて、Ｎ個の送信部の中からＱ個（Ｑは０以上でＮ以下の整数）の送信部を選択する。

更に、第１乃至第９の実施形態に示す特徴は、受信機能構成及び送信機能構成の両者を有する典型的な無線通信装置に適用することができる。例えば、図４、図１２、または図１５の無線通信装置の受信機能構成及び送信機能構成の両者に注目すれば、この装置は、夫々のアンテナに接続されたＸ個（Ｘは１以上の整数）の受信部と、夫々のアンテナに接続されたＹ個（Ｙは１以上の整数、但しＸ＋Ｙは３以上の整数）の送信部とを含む。選択部４６０、１５６０は、フレーム解析部４５０、１２５０による解析結果に基づいて、Ｘ個の受信部の中からＰ個（Ｐは０以上でＸ以下の整数）の受信部を選択する処理と、Ｙ個の送信部の中からＱ個（Ｑは０以上でＹ以下の整数）の送信部を選択する処理とを行う。

これらの基本的な特徴を考慮した無線通信装置は、前述の［課題を解決するための手段」に記載される。ここで、［課題を解決するための手段」に記載の各視点に係る無線通信装置は、第１乃至第９の実施形態に示す特徴のいくつかを反映させることにより、下記のように構成することができる。

［１］ 第１の視点の装置において、前記選択部は、前記受信信号に設定された期間だけ前記Ｍ個の受信部の中から前記Ｐ個の受信部を選択し、前記期間が経過した時、前記Ｍ個の受信部の中から１個の受信部を選択する。

［２］ 第１の視点の装置において、前記選択部は、前記受信信号に設定された期間だけ前記Ｍ個の受信部の中から前記Ｐ個の受信部を選択し、前記期間が経過した時、前記Ｐ個（但し０個を除く）の受信部または前記Ｍ個の受信部を選択する。

［３］ 第１の視点の装置において、前記選択部は、前記受信信号を受信する前に行った通信で設定された期間だけ前記Ｍ個の受信部の中から前記Ｐ個の受信部を選択する。

［４］ 第２の視点の装置において、前記選択部は、設定された期間だけ前記Ｎ個の送信部の中から前記Ｑ個の送信部を選択し、前記期間が経過した時、前記Ｎ個の送信部の中から１個の送信部を選択する。

［５］ 第２の視点の装置において、前記選択部は、設定された期間だけ前記Ｎ個の送信部の中から前記Ｑ個の送信部を選択し、前記期間が経過した時、前記Ｑ個（但し０個を除く）の送信部または前記Ｎ個の送信部を選択する。

［６］ 第２の視点の装置において、前記選択部は、前記送信信号を送信する前に行った通信で設定された期間だけ前記Ｎ個の送信部の中から前記Ｑ個の送信部を選択する。

［７］ 第２または第３の視点の装置において、前記送信部を選択するための第１のしきい値と、送信するストリーム数を選択するための第２のしきい値とを設定する基準値設定部と、伝送路の状態を示す第１の観測値を検出する環境測定部と、を更に具備し、
前記フレーム解析部は前記送信信号の情報の種類を示す第２の観測値を提供し、前記選択部は、前記第１のしきい値と前記第１の観測値との比較結果に基づいて、前記Ｑ個の送信部を選択し、前記第２のしきい値と前記第２の観測値との比較結果に基づいて、送信するストリーム数を選択する。

［８］ 上記［７］の装置において、前記選択部は、前記第１の観測値が前記第１のしきい値未満である場合には、前記Ｑ個の送信部を選択し、前記第２の観測値が前記第２のしきい値未満である場合には、前記Ｑ個の送信部から同じストリームを送信し、前記第２の観測値が前記第２のしきい値以上である場合には、前記Ｑ個の送信部から異なるストリームを送信する。

［９］ 第１または第３の視点の装置において、前記選択部は、選択直前まで動作状態にあった受信部の少なくとも１つが、選択する前記Ｐ個の受信部に含まれるようにする。

［１０］ 第１または第３の視点の装置において、伝送路の状態を示す第１の観測値を検出する環境測定部を更に具備し、前記選択部は、前記Ｐ個の受信部を選択する際、前記受信部の全てをオン状態とし、その後、前記第１の観測値に基づいて、最も品質の良好な受信部から順に前記Ｐ個の受信部をオン状態に維持し、受信品質が劣る受信部はオフ状態にする。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムの通信形態の例を示す図である。 複数のＢＳＳから構成された、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムの通信形態の例を示す図である。 ＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１ａも含む）に準拠した単一アンテナを備える無線通信装置の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示す図である。 （ａ）は、第１の実施形態に係る各無線端末のアンテナ本数に関する情報の収集例を示す図であり、（ｂ）、（ｃ）は、アンテナの使用本数を設定するための変更例を示す図である。 ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムにおけるＭＡＣフレームの構成例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、第１の実施形態において用いる無線機能使用要求フレーム及び無線機能使用返答フレームの例を夫々示す図である。 第１の実施形態に係る無線端末が受信部を選択するまでの処理手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る処理手順よって無線基地局と無線端末との間で行われるフレーム交換を示すフレーム交換シーケンス図である。 （ａ）、（ｂ）は、第２の実施形態において用いる無線機能使用要求フレーム及び無線機能使用返答フレームの例を夫々示す図である。 図１のようなＢＳＳ構成において、第３の実施形態に係る処理手順によって無線基地局と無線端末との間で行われるフレーム交換を示すフレーム交換シーケンス図である。 本発明の第４の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示す図である。 図１のようなＢＳＳ構成において、第４の実施形態に係る処理手順によって無線基地局と無線端末との間で行われるフレーム交換を示すフレーム交換シーケンス図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１のようなＢＳＳ構成において、第５の実施形態に係る処理手順によって無線基地局と無線端末との間で行われるフレーム交換の異なる例を示すフレーム交換シーケンス図である。 図１５は、本発明の第６の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示す図である。 第６の実施形態に係る無線基地局が情報を無線端末へ送信する（例えば、第１または第２の実施形態のように）際に、使用する送信部の個数を決定するまでの処理手順を示すフローチャートである。 （ａ）は、第９の実施形態に係る複数無線部の使用期間の設定例を示す図であり、（ｂ）は、複数無線部の使用期間の設定するための変更例を示す図である。

符号の説明

１０１、２０１、２０２…無線基地局（無線通信装置）、１０２、１０３、２０３〜２０７…無線端末（無線通信装置）１０２、１０３、４００〜４０３…アンテナ、４１０〜４１３…分波器、４２０〜４２３…送信部、４３０〜４３３…受信部、４４０…ベースバンド処理部、４５０…フレーム解析部、４５１…フレーム情報解析部、４５２…フレーム宛先判定部、４６０…選択部、１２５０…フレーム解析部、１２５３…フレーム種類特定部、１５６０…選択部、１５６１…比較部、１５７０…基準値設定部、１５８０…環境測定部。

Claims (5)

1. 第１フレームの送受信および第２フレームを送信可能な第１無線通信装置と、
   前記第２フレームを受信できないが、前記第１フレームを受信可能な第２無線通信装置と通信を行い、
   前記第１フレームの送受信および前記第２フレームを受信可能な無線通信装置において、
   前記無線通信装置は、
   少なくとも1つの受信部で受信可能な前記第１フレームと、複数の受信部によってのみ受信可能な前記第２フレームとを受信可能なＭ個（Ｍは2以上の整数）の受信部と、
   Ｊ個（Ｊは１〜(Ｍ−１)までの整数）の受信部によって受信される前記第１フレームが自局宛てであるか否かを判定するフレーム解析部と、
   前記フレーム解析部が前記第１フレームを自局宛てであると判定した場合、Ｐ個（Ｐは１〜Ｍまでの整数）の受信部を選択する選択部とを具備し、
   前記選択部は、前記第１フレームが自局宛てであると判定した後から前記第１フレームより後に送信される1つ以上の前記第２フレームを受信する前までの期間内で選択された前記Ｐ個の受信部を動作状態にするように電源を制御し、また、選択されない受信部の消費電力を下げるように電源を制御し、さらに、
   前記選択部は、前記第１フレームが前記第２無線通信装置の送信を抑制する期間が経過した後、１個の受信部のみを動作状態にするように電源を制御し、それ以外の受信部は消費電力を下げるように電源を制御する
   ことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記第２フレームを送信する送信元の無線通信装置に事前に通知した受信部の個数に従って、選択された前記Ｐ個の受信部を動作状態にするように電源を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記選択部は、前記第１フレームが前記第２無線通信装置の送信を抑制する期間が経過した後、前記第２フレームを受信する場合に選択していた前記Ｐ個の受信部の中から１個の受信部のみを動作状態にするように電源を制御し、それ以外の受信部は消費電力を下げるように電源を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
4. 夫々のアンテナに接続されたＹ個（Ｙは１以上の整数、但しＭ＋Ｙは３以上の整数）の送信部と、を更に具備し、
   前記フレーム解析部は、前記Ｙ個の送信部によって送信される送信信号の解析を行い、
   前記選択部は、前記フレーム解析部による解析結果に基づいて、前記Ｙ個の送信部の中からＱ個（Ｑは０以上でＹ以下の整数）の送信部を選択する処理とを行うこと
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
5. 第１フレームの送受信および第２フレームを送信可能な第１無線通信装置と、
   前記第１フレームの送受信および前記第２フレームを受信可能な第２無線通信装置と、
   前記第２フレームを受信できないが、前記第１フレームを受信可能な第３無線通信装置とが通信を行う無線通信システムにおいて、
   前記第１無線通信装置は、
   夫々のアンテナに接続されたＮ個（Ｎは２以上の整数）の送信部と、
   前記Ｎ個の送信部によって送信される送信信号の解析を行うフレーム解析部と、
   前記フレーム解析部による解析結果に基づいて、前記Ｎ 個の送信部の中からＱ個（Ｑは０以上でＮ以下の整数）の送信部を選択する選択部と、を備え、
   前記第２無線通信装置は、
   少なくとも1つの受信部で受信可能な前記第１フレームと、複数の受信部によってのみ受信可能な前記第２フレームとを受信可能なＭ個（Ｍは2以上の整数）の受信部と、
   Ｊ個（Ｊは１〜(Ｍ−１)までの整数）の受信部によって受信される前記第１フレームが自局宛てであるか否かを判定するフレーム解析部と、
   前記フレーム解析部が前記第１フレームを自局宛てであると判定した場合、Ｐ個（Ｐは1〜Ｍまでの整数）の受信部を選択する選択部とを具備し、
   前記選択部は、前記第１フレームが自局宛てであると判定した後から前記第１フレームより後に送信される1つ以上の前記第２フレームを受信する前までの期間内で選択された前記Ｐ個の受信部を動作状態にするように電源を制御し、また、選択されない受信部の消費電力を下げるように電源を制御し、さらに、
   前記選択部は、前記第１フレームが前記第３無線通信装置の送信を抑制する期間が経過した後、1個の受信部のみを動作状態にするように電源を制御し、それ以外の受信部は消費電力を下げるように電源を制御する
   ことを特徴とする無線通信システム。

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