KR101096551B1 - 무선 통신 시스템, 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법, 및 기록 매체 - Google Patents

Abstract

전송 레이트가 상이한 복수의 통신 모드가 혼재하는 통신 환경 하에서, 보다 작은 오버헤드로 랜덤 액세스를 실현한다. 고속국은, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 통신을 정지하고 싶은 기간분으로 되도록, 일반 해독부의 패킷 길이 및 레이트의 정보를 위장한다. 종래국은, 패킷 길이 및 레이트의 정보가 위장된 일반 해독부를 수신하면, (패킷 길이)/(레이트)의 사이, 지정된 레이트로 나머지의 패킷을 수신한다. 이 레이트 및 패킷 길이는 그 패킷이 실제로 송신되어 있는 것과 상이하므로, 정상적으로 해독할 수 없게, 이 패킷은 파기된다.

종래국, 통신국, 패킷 길이

Description

무선 통신 시스템, 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법, 및 기록 매체 {PACKET CONFIGURATION FOR THE COEXISTENCE OF STATIONSIN A MULTISTANDARD WIRELESS LAN}

본 발명은 무선 LAN(Local Area Network)와 같이 복수의 무선국 사이에서 서로 통신을 행하는 무선 통신 시스템, 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법, 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이며, 특히, 각 통신국이 CSMA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance: 반송파 감지 다중 액세스) 방식에 의해 캐리어 검출에 따라 랜덤 액세스를 행하는 무선 통신 시스템, 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법, 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 본 발명은, 전송 레이트가 상이한 복수의 통신 모드가 혼재하는 통신 환경 하에서 랜덤 액세스를 실현하는 무선 통신 시스템, 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법, 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이며, 특히, 전송 레이트가 상이한 복수의 통신 모드가 혼재하는 통신 환경 하에서, 보다 작은 오버헤드로 랜덤 액세스를 실현하는 무선 통신 시스템, 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법, 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.

복수의 컴퓨터를 접속하여 LAN를 구성함으로써, 파일이나 데이터 등의 정보 의 공유화, 프린터 등의 주변 기기의 공유화를 도모한, 전자 메일이나 데이터·콘텐츠의 전송 등의 정보의 교환을 행할 수 있다.

종래, 광 섬유나 동축 케이블, 또는 트위스트 페어 케이블(twisted-pair cable)을 사용하여, 유선으로 LAN 접속하는 것이 일반적이었지만, 이 경우, 회선 부설 공사가 필요하고, 용이하게 네트워크를 구축하는 것이 어려운 동시에, 케이블의 끌고 다니기가 번잡하게 된다. 또, LAN 구축 후도, 기기의 이동 범위가 케이블 길이에 따라 제한되므로, 불편하다.

그래서, 유선 방식에 의한 LAN 배선으로부터 사용자를 해방하는 시스템으로서, 무선 LAN이 주목되어 있다.

무선 LAN에 의하면, 오피스 등의 작업 공간에 있어서, 유선 케이블의 대부분을 생략할 수 있고, 퍼스널 컴퓨터(PC) 등의 통신 단말기를 비교적 용이하게 이동시킬 수 있다.

최근에는, 무선 LAN 시스템의 고속화, 저가격화에 따라 그 수요가 현저하게 증가하고 있다. 특히 최근에는, 사람의 신변에 존재하는 복수의 전자 기기 사이에서 소규모의 무선 네트워크를 구축하여 정보 통신을 행하기 위하여, 퍼스널 영역 네트워크(PAN)의 도입의 검토가 행해지고 있다. 예를 들면, 2.4GHz대나, 5GHz대 등, 감독 관청의 면허가 불필요한 주파수 대역을 이용하여, 상이한 무선 통신 시스템이 규정되어 있다.

무선 네트워크에 관한 표준적인 규격의 하나에 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11(예를 들면, 비특허 문헌 1을 참조) 이나, High Performance Wireless Local Area Network(HIPERLAN)/2(예를 들면, 비특허 문헌 2 또는 비특허 문헌 3을 참조)나, IEEE 802.15.3, 블루투스 통신 등을 들 수가 있다. IEEE 802.11 규격에 대하여는, 무선 통신 방식이나 사용하는 주파수 대역의 차이 등에 의해, IEEE 802.11a 규격, IEEE 802.11b 규격 등의 각종 무선 통신 방식이 존재한다.

무선 기술을 사용하여 로컬 영역 네트워크를 구성하기 위하여, 영역 내에 "액세스 포인트" 또는 "코디네이터"라는 제어국으로 되는 장치를 1대 설치하여, 이 제어국의 통괄적인 제어하에 네트워크를 형성하는 방법이 일반적으로 이용되고 있다.

액세스 포인트를 배치하는 무선 네트워크에서는, 어떤 통신 장치로부터 정보 전송을 행하는 경우에, 먼저 그 정보 전송에 필요한 대역을 액세스 포인트에 예약하여, 다른 통신 장치에서의 정보 전송과 충돌이 생기지 않도록 전송로의 이용을 행하는, 대역 예약에 따른 액세스 제어 방법이 널리 채용되고 있다. 즉, 액세스 포인트를 배치함으로써, 무선 네트워크 내의 통신 장치가 서로 동기를 취한다는 동기적인 무선 통신을 행한다.

그런데, 액세스 포인트가 존재하는 무선 통신 시스템으로, 송신측과 수신측의 통신 장치 사이에서 비동기 통신을 행하는 경우에는, 반드시 액세스 포인트를 통한 무선 통신이 필요해지므로, 전송로의 이용 효율이 반감되어 버리는 문제가 있다.

이것에 대하여, 무선 네트워크를 구성하는 다른 방법으로서, 단말기끼리가 직접 비동기적으로 무선 통신을 행하는 "애드혹(Ad－hoc) 통신"이 고안되어 있다. 특히 가까이 위치하는 비교적 소수의 클라이언트로 구성되는 소규모 무선 네트워크에 있어서는, 특정한 액세스 포인트를 이용하지 않고, 임의의 단말기끼리가 직접비 동기의 무선 통신을 행할 수 있는 애드혹 통신이 적당한 것으로 사료된다.

애드혹형 무선 통신 시스템에는 중앙 제어국이 존재하지 않으므로, 예를 들면, 가정용 전기 기기로 이루어지는 홈 네트워크를 구성하는데 적합하였다. 애드혹 네트워크에서는, 1대가 고장 또는 전원 오프가 되어도 루팅을 자동적으로 변경하므로 네트워크가 쉽게 파탄되지 않고, 이동국 사이에서 패킷을 복수회 홉시킴으로써 고속 데이터 레이트를 유지한 채 비교적 먼 곳까지 데이터를 전송할 수 있는 이라는 특징이 있다. 애드혹 시스템에는 여러 가지 개발 사례가 알려져 있다(예를 들면, 비특허 문헌 4를 참조).

예를 들면, IEEE 802.11계의 무선 LAN 시스템에서는, 제어국을 설치하지 않고 자율 분산적으로 피어·투·피어(Peer to Peer)로 동작하는 애드혹 모드가 준비되어 있다.

여기서, 동일 채널 상에 복수 사용자가 액세스할 때, 경합을 회피할 필요가 있다. 경합을 회피하는 대표적인 통신 스텝으로서, CSMA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance: 반송파 감지 다중 액세스)가 알려져 있다. CSMA란, 캐리어 검출에 따라 다중 액세스를 행하는 접속 방식의 것이다. 무선 통신에서는 스스로 정보 송신한 신호를 수신하는 것이 곤란하므로, CSMA/CD(Collision Detection)이 아닌 CSMA/CA(Collision Avoidance) 방식에 의해, 다른 통신 장치의 정보 송신이 없는 것을 확인하고 나서, 자신의 정보 송신을 개시함으로써, 충돌을 회피한다.

CSMA/CA에 따른 통신 방식에 대하여, 도 11을 참조하면서 설명한다. 도시한 예에서는, 통신 환경하에 4대의 통신국＃0~#3이 존재하는 것으로 한다. 송신 데이터를 가지는 각 통신국은, 마지막에 패킷을 검출하고 나서 소정의 프레임 간격 DIFS( Distributed Coordination Function(DCF) Inter Frame Space)만큼 미디어 상태를 감시하고, 이 사이에 미디어가 클리어, 즉 송신 신호가 존재하지 않으면, 랜덤 백 오프를 행하고, 또한 이 사이에도 송신 신호가 존재하지 않는 경우에, 송신 권리가 부여된다.

도시한 예에서는, 프레임 간격 DIFS만큼 미디어 상태를 감시하고, 다른 주변국보다 짧은 랜덤 백 오프를 설정한 통신국＃0이 송신 권리를 획득하고, 통신국#1에 대한 데이터 송신을 개시할 수 있다.

이 데이터 송신에 즈음하여, 송신원의 통신국＃0은, MAC 프레임의 헤더(MAC 헤더)의 듀레이션 필드(duration field)에 있어서, NAV(Network Allocation Vector)의 용도의 정보가 저장되어 있고, 데이터 통신의 트랜잭션(transaction)이 종료할 때까지의 시간이 기록되어 있다.

이 데이터 프레임의 송신처인 통신국#1은, MAC 헤더에 기재되어 있는 듀레이션의 기간만큼, 자국으로의 데이터 수신 동작을 행한다. 그리고, 데이터 수신이 완료하면, 데이터 송신원의 통신국＃0으로 ACK 패킷을 돌려준다.

또, 이 데이터 프레임을 수신한 데이터 송신처 이외의 통신국#2 및 #3은, MAC 헤더의 듀레이션 필드의 기재를 해독하고, 상기 트랜잭션이 종료할 때까지 미디어를 감시하지 않고 미디어가 점유되어 있는 상태인 것으로 인식하고, 송신을 스톱시킨다. 이 작업을 주변국이 "NAV를 세운다" 라고 한다. NAV는, 듀레이션 필드에서 나타낸 기간에 걸쳐 유효로 된다. 예를 들면, 수신처의 통신국#1이 ACK 패킷을 돌려줄 때까지의 기간이 듀레이션으로서 지정된다.

이같이 하여, CSMA/CA 방식에 의하면, 경합을 회피하면서 단일의 통신국이 송신 권리를 획득하는 동시에 데이터 통신 동작의 기간 중에는 주변국이 데이터 송신 동작을 정지함으로써 충돌을 회피할 수 있다.

여기서, 애드혹 환경의 무선 LAN 네트워크에 있어서는, 은폐 단말기 문제(concealed terminal problem)가 생기는 것이 알려져 있다. 은폐 단말기란, 어느 특정의 통신국 사이에서 통신을 행하는 경우, 통신 상대로 되는 한쪽의 통신국으로부터는 들을 수가 있지만 다른 쪽의 통신국으로부터는 들을 수 없는 통신국을 말한다. 은폐 단말기끼리에서는 네고시에이션을 행할 수 없으므로, 전술한 CSMA/CA 방식의 보고에서는 송신 동작이 충돌할 가능성이 있다.

은폐 단말기 문제를 해결하는 방법론으로서 RTS/CTS 스텝에 의한 CSMA/CA가 알려져 있다. IEEE 802.11에 있어서도 이 방법론이 채용되고 있다.

RTS/CTS 방식에서는, 데이터 송신원의 통신국이 송신 요구 패킷 RTS(Request To Send)를 송신하고, 데이터 송신처의 통신국으로부터 확인 통지 패킷 CTS(Clear To Send)를 수신한 것에 응답하여 데이터 송신을 개시한다. 그리고, 은폐 단말기는 RTS 또는 CTS 중 적어도 한쪽을 수신하면, RTS/CTS 수속에 따른 데이터 전송이 행해진다고 예상되는 기간만큼 자국의 송신 정지 기간을 설정함으로써, 충돌을 회피할 수 있다. 송신국에서의 은폐 단말기는, CTS를 수신하여 송신 정지 기간을 설정하고, 데이터 패킷과의 충돌을 회피하고, 수신국에서의 은폐 단말기는, RTS를 수신하여 송신 기간을 정지하고, ACK와의 충돌을 회피한다.

도 12에는, RTS/CTS 스텝의 동작예를 나타내고 있다. 단, 무선 통신 환경하에는, 통신 환경하에 4대의 통신국＃0~#3이 존재하는 것으로 한다. 그리고, 통신국#2는 인접하는 통신국＃0과 통신 가능하며, 통신국＃0은 인접하는 통신국#1, #2와 통신 가능하며, 통신국#1은 인접하는 통신국＃0, #3과 통신 가능하며, 통신국#3은 인접하는 통신국#1과 통신 가능한 상태에 있다. 그런데, 통신국#2는 통신국#1에 있어 은폐 단말기로 되고, 통신국#3은 통신국＃0에 있어 은폐 단말기로 되어 있다.

송신 데이터를 가지는 각 통신국은, 마지막에 패킷을 검출하고 나서 소정의 프레임 간격 DIFS(DCF Inter Frame Space)만큼 미디어 상태를 감시하고, 이 사이에 미디어가 클리어, 즉 송신 신호가 존재하지 않으면, 랜덤 백 오프를 행하고, 또한 이 사이에도 송신 신호가 존재하지 않는 경우에, 송신 권리가 부여된다.

도시한 예에서는, 프레임 간격 DIFS 만큼 미디어 상태를 감시하고 후, 다른 주변국보다 짧은 랜덤 백 오프를 설정한 통신국＃0이 송신 권리를 획득하고, 통신국#1에 대한 데이터 송신을 개시할 수 있다.

즉, 데이터를 송신하는 통신국＃0으로부터 통신국#1에 송신 요구 패킷(RTS)이 송신된다. 이것에 대하여, 수신처로 되는 통신국#1은, 보다 짧은 프레임 간격 SIFS(Short IFS)로, 통신국＃0에 확인 통지(CTS)를 반송한다. 그리고, 통신국＃0은, CTS 패킷을 수신한 것에 응답하고, 프레임 간격 SIFS로 데이터 패킷의 송신을 개시한다. 또, 통신국#1은, 데이터 패킷의 수신이 완료하면, 프레임 간격 SIFS로 ACK 패킷을 돌려준다. SIFS는 DIFS보다 짧기 때문에, 통신국#1은, CMSA/CA 스텝에 따라 DIFS＋랜덤 백 오프 만큼 대기하여 송신권을 얻는, 타국보다 먼저 CTS 패킷을 송신할 수 있다.

이 때, 통신국＃0 및 통신국#1의 양쪽으로부터 은폐 단말기로 되는 위치에 있는 통신국#2 및 통신국#3에서는, RTS 또는 CTS의 수신에 의해 전송로의 이용을 검출하여 이 통신이 종료할 때까지 송신을 행하지 않는 제어를 행한다.

구체적으로는, 통신국#2에서는, RTS 패킷에 따라 통신국#1이 송신원으로 되는 데이터 송신이 개시된 것을 검출하고, RTS 패킷의 MAC 헤더에 기재되어 있는 듀레이션 필드를 해독하고, 이후 계속하는 데이터 패킷의 송신이 완료할 때까지(ACK가 종료할 때까지의 기간)는, 전송로가 이미 이용되고 있은 것을 인식하고, NAV를 세울 수가 있다.

또, 통신국#3에서는, CTS 패킷에 따라 통신국#1이 수신처로 되는 데이터 송신이 개시된 것을 검출하고, CTS 패킷의 MAC 헤더에 기재되어 있는 듀레이션 필드를 해독하고, 이후 계속하는 데이터 패킷의 송신이 완료할 때까지(ACK가 종료할 때까지의 기간)는, 전송로가 이미 이용되고 있은 것을 인식하고, NAV를 세울 수가 있다.

이와 같이, 은폐 단말기는 RTS 또는 CTS 중 적어도 한쪽을 수신하면, RTS/CTS 수속에 따른 데이터 전송이 행해지는 것으로 예상되는 기간만큼 자국의 송신 정지 기간을 설정하므로, 충돌을 회피할 수 있다.

그런데, 2.4GHz대를 사용한 무선 LAN 사양인 IEEE 802.11b의 상위 규격으로서, 보다 고속통신 레이트를 서포트하는 IEEE 802.11g의 표준화가 진행되어 있다. IEEE 802.11g에 따르는 통신국(이하, 단지 "고도 통신국"이라고도 함)은, IEEE 802.11b에 따라 동작하는 것이 가능한 동시에, 종래의 IEEE 802.11b의 통신국(이하, 단지 "종래국"이라고도 함)이 수신할 수 없는 고속의 레이트에서도 데이터 패킷을 송신할 수 있다.

여기서, 상이한 통신 시스템의 공존, 즉 같은 대역을 사용하는 IEEE 802.11g와 IEEE 802.11b와의 공존의 문제가 있다. 즉, 종래국은 고속의 레이트로 송신되는 데이터 패킷을 수신할 수 없으므로, MAC 헤더에 기재되어 있는 듀레이션을 디코드하지 못하고, NAV를 적절히 세우지 못하므로, 충돌을 회피할 수 없게 된다.

예를 들면, 도 11에 나타낸 예로 말하면, 통신 상대로 되는 통신국＃0과 통신국#1이 IEEE 802.11g에 준거해 고속 레이트로 데이터 패킷을 교환할 수 있는 한편, 그 주변의 통신국#2과 통신국#3이 IEEE 802.11g에 준거하지 않는 종래국인 경우, 데이터 패킷을 수신할 수 없는 결과로서, MAC 헤더에 기재되어 있는 듀레이션을 디코드할 수 없다. 그러므로, 듀레이션의 기간 내에 있어서도 통신 동작을 개시하고, 충돌을 발생할 가능성이 있다(도 13을 참조).

IEEE 802.11g와 IEEE 802.11b와의 공존의 문제는, 상위 규격인 IEEE 802.11g에 있어서 상위 호환을 보증함으로써 해결하는 것이 바람직한 것으로 본 발명자들 은 생각한다.

예를 들면, IEEE 802.11g에서는, 데이터 패킷을 송신하는 이전에, 종래국이 수신 가능한 전송 레이트로 RTS/CTS 패킷의 교환을 행하도록 하는 방법이 고려된다(도 14를 참조). 이 경우, 주변의 종래국은, RTS/CTS 패킷의 MAC 헤더에 기재되어 있는 듀레이션 필드를 해독하고, 이후 계속하는 데이터 패킷의 송신이 완료할 때까지(ACK가 종료할 때까지의 기간)는, 전송로가 이미 이용되고 있은 것을 인식하고, 적절한 기간만큼 NAV를 세울 수가 있다. 즉, 종래국은, 고속의 레이트로 송신되는 데이터 패킷을 들을 수 없지만, 충돌을 회피하는데 있어서는 문제가 안 된다.

데이터 패킷을 송신하는 이전에, 이와 같은 스텝에서 대역을 확보하는 스텝을, 일반적으로, 버추얼 캐리어 센스(Virtual Carrier Sense)라고 말한다.

그러나, 이와 같은 대역 확보의 스텝에서는, 은폐 단말기 문제가 생기고 있는 경우만이 아니고, 은폐 단말기의 문제가 없는 경우라도, 반드시 RTS/CTS 스텝을 거치지 않으면 데이터 패킷의 송신을 행할 수 없게 된다. 즉, 전송 레이트가 빨라질수록, RTS/CTS의 오버헤드의 문제가 커지고, 그만큼 통신 효율이 저하된다.

[비특허 문헌 1] International Standard ISO/IEC 8802-11: 1999(E) ANSI/IEEE Std (802.11, (1999) Edition, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and PHYsical Layer(PHY) Specifications.

[비특허 문헌 2] ETSI Standard ETSI TS 101761-1 V1.3.1 Broadband Radio Access Networks(BRAN)； HIPERLANType2；Data Link Control(DLC) Layer；Part1: Basic Data Transport Functions.

[비특허 문헌 3] ETSI TS 101761-2 V 1.3.1 Broadband Radio Access Networks(BRAN)；HIPERLANType2；Data Link Control(DLC) Layer；Part2: Radio Link Control(RLC) sublayer.

[비특허 문헌 4] C.K.Tho, "AdHoc Mobile Wireless Network"(Prentice Hall PTR Corp.).

발명의 개시

발명이 해결하려고 하는 과제

본 발명의 목적은, 각 통신국이 CSMA 방식에 의해 캐리어 검출에 따라 랜덤 액세스를 바람직하게 행할 수 있는, 우수한 무선 통신 시스템, 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법, 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 전송 레이트가 상이한 복수의 통신 모드가 혼재하는 통신 환경 하에서 랜덤 액세스를 실현할 수 있는, 우수한 무선 통신 시스템, 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법, 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 전송 레이트가 상이한 복수의 통신 모드가 혼재하는 통신 환경 하에서, 보다 작은 오버헤드로 랜덤 액세스를 실현할 수 있는, 우수한 무선 통신 시스템, 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법, 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명은, 상기 과제를 참작해 이루어진 것이며, 그 제1 측면은, 제1 통신 방식으로 동작하는 제1 통신국과 제1 통신 방식 및 제2 통신 방식의 양쪽으로 동작 가능한 제2 통신국이 공존하는 무선 통신 시스템으로서, 제2 통신국은, 제1 통신 방식으로 수신 가능한 제1 해독부와 제2 통신 방식으로 수신 가능한 제2 해독부에 의해 구성되는 패킷을 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템이다.

단, 여기서 말하는 "시스템"이란, 복수의 장치(또는 특정한 기능을 실현하는 기능 모듈)가 논리적으로 집합한 것을 말하여, 각 장치나 기능 모듈이 단일의 하우징 내인지 여부는 특별히 묻지 않는다.

또, 여기서 말하는 제1 통신 방식은, 예를 들면, 2.4GHz대를 사용한 무선 LAN 사양인 IEEE 802.11b에 상당하며, 제2 통신 방식은 그 상위 규격으로서 고속의 통신 레이트를 서포트하는 IEEE 802.11g이다.

이와 같은 통신 환경 하에서는, 같은 대역을 사용하는 IEEE 802.11g와 IEEE 802.11b와의 공존의 문제가 있다.

예를 들면, 랜덤 액세스에 의해 패킷의 송수신을 행하는 경우, 데이터 송신국은, 예를 들면, 자국이 데이터 패킷을 송신하고, 수신국으로부터 ACK가 돌려 주어질 때까지의 예정 기간만큼, 주변국이 통신 동작을 정지하는 것을 바란다. 또, RTS/CTS 스텝을 채용하는 경우에는, 예를 들면, RTS 또는 CTS 패킷을 송신하고, ACK가 돌려 주어질 때까지의 예정 기간만큼, 주변국이 통신 동작을 정지하는 것을 바란다. 그런데, 상위 규격에 따라 동작하는 제2 통신국이 제2 통신 방식으로 패킷 송신을 행한 경우, 종래국은 고속의 레이트로 송신되는 데이터 패킷을 수신할 수 없으므로, MAC 헤더에 기재되어 있는 듀레이션을 디코드하지 못하고, NAV를 적절히 세우지 못하는 것으로부터, 충돌을 회피할 수 없게 된다.

본 발명에 관한 무선 통신 시스템에서는, 패킷은, 제1 통신 방식으로 수신 가능한 제1 해독부와 제2 통신 방식으로 수신 가능한 제2 해독부에 의해 구성된다. 제1 해독부는 상기 패킷의 길이와 전송 레이트에 관한 정보를 포함하고 있다. 그리고, 패킷을 수신하는 제1 통신국은, 제1 해독부를 해독하여 얻어지는 상기 패킷의 길이와 전송 레이트를 기초로, (패킷 길이)/(전송 레이트)를 산출하여 상기 패킷의 나머지의 수신 시간을 얻을 수 있다.

그리고, 제2 통신국은, 제2 통신 방식에 의해 통신 스텝을 행하는 경우에는, 상기 통신 스텝을 위해 타국의 통신 동작을 정지하고 싶은 기간을 (패킷 길이)/(전송 레이트)로 나타낸 바와 같이, 제1 해독부 내에서 위장의 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보를 기술한다. 이와 같은 경우, 제1 통신국은, 패킷의 제2 해독부를 수신할 수 없지만, 제1 해독부의 기술에 따라 (패킷 길이)/(전송 레이트)를 산출하고, 원하는 기간만큼 NAV를 세워 데이터 송신을 정지함으로써, 충돌을 회피할 수 있다.

즉, 본 발명에 관한 무선 통신 시스템에서는, 패킷 송신을 행하는 제2 통신국은, 패킷을 수신하는 제1 통신국이, 제2 통신 방식에 의해 행해지는 통신 트랜잭션이 종료할 때까지의 기간 동안 통신 동작을 정지하도록, 제1 해독부 내에 기술하는 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보를 위장한다. 이로써, 제2 통신 방식을 행하는 제2 통신국은, 제1 통신국에 대하여, 이른바 상위 호환을 실현한다.

여기서 말하는 통신 트랜잭션이 종료할 때까지의 기간은, 구체적으로는, 제2 통신 방식에 의해 행해지는 통신 스텝에 있어서 ACK 송신이 종료될 때까지의 기간이다. 또, 제2 해독부에 있어서 복수의 통신국과 다중 접속하는 통신 순서에 따라 패킷 송신을 행할 때는, 각각의 상대국으로부터 시분할 다중에 의해 행해지는 ACK 송신이 모두 종료할 때까지의 기간이다. 또, 여기서 말하는 ACK 패킷의 송신은, ACK 패킷 단독의 경우로 한정되지 않고, 예를 들면, RTS 패킷이나 CTS 패킷, Data 패킷 등 다른 종류의 패킷과 ACK 패킷이 다중되어 송신되는 경우도 포함한다.

전술한 바와 같은 제2 통신국이 상위 호환의 구조를 실현하려면, 제1 해독부 내에 기술하고 있는 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보가 위장되어 있는 것을, 제2 통신국끼리는 인식할 필요가 있다. 또한, 제1 통신국에는 상기 정보가 위장되어 있는 것을 모르고, 제2 통신국끼리로 인식하고, 제1 통신국은 제1 해독부 내에 기재되어 있는 대로 동작한다.

그래서, 본 발명에 관한 무선 통신 시스템에서는, 패킷 송신을 행하는 제2 통신국은, 제1 해독부 내에 위장의 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보를 기술했는지 여부를, 제2 통신 방식에 있어서 동작 가능한 제2 통신국은 해독할 수 있지만 제1 통신 방식으로 동작하는 제1 통신국은 해독할 수 없는 형식으로 패킷 내에 기재하도록 했다.

예를 들면, 패킷 송신을 행하는 제2 통신국은, 위장의 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보를 기술했는지 여부를, 제1 해독부 내의 위장 플래그로 나타낸 바와 같이 한다.

이 경우, 데이터 수신측으로 되는 제2 통신국은, 타국으로부터 수신한 패킷의 제1 해독부에 있어서의 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보가 위장적이다라고 검지하면, 제2 통신 방식으로 전환해 상기 패킷의 나머지의 부분의 수신 동작을 행할 수 있다.

또, 패킷 송신을 행하는 제2 통신국은, 모든 제2 통신국을 해독할 수 있는 기존의 제2 통신 방식 해독부를 패킷 내에 설치하고, 위장의 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보를 기술했는지 여부를 제2 통신 방식 해독부에 기재함으로써, 위장되어 있는 것을 통지하도록 해도 된다. 예를 들면, 제2 통신 방식으로서, 전송 레이트가 상이한 복수의 통신 모드가 정의되어 있는 경우에는, 실제로 사용하는 통신 모드를 제2 통신 방식 해독부에 기재하도록 해도 된다.

패킷 송신을 행하는 제2 통신국은, 제2 통신 방식 해독부를, 모든 제2 통신국은 해독할 수 있지만 제1 통신국은 해독할 수 없는 통신 방식에 의해 송신하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 모든 제2 통신국이 수신할 수 있도록, 제2 통신 방식 해독부를 6Mbps 정도의 낮은 전송 레이트로 송신하지만, 제2 통신국끼리는 기존이지만 제1 통신국에는 알려져 있지 않은 변조 방식에 의해 변조 처리를 가하는 것으로, 제2 통신국만이 복조해서 제1 해독부가 위장되어 있는 것을 인식할 수 있다.

이와 같은 경우, 패킷을 수신한 제2 통신국은, 제1 통신 방식 및 제1 통신국은 해독할 수 없는 통신 방식의 양쪽으로 제2 통신 방식 해독부의 해독을 시도해 후자로 해독할 수 있던 것에 의해, 제1 해독부가 위장되어 있는 것을 인식할 수 있다. 그리고, 제2 통신 방식 해독부에서 얻어진 통신 모드에 따라 제2 해독부의 수신 처리를 행할 수 있다.

예를 들면, 패킷 내에서 제2 통신 방식 해독부를 제2 해독부로부터 전에 배치한다. 그리고, 제1 해독부 내에 있어서 제1 통신국을 위한 위장의 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보를 기재한 경우에는, 제2 해독부에 있어서의 실제의 패킷 길이 및 전송 레이트에 관한 정보를 제2 통신 방식 해독부 내에 기재하도록 한이다. 이와 같은 경우, 패킷을 수신한 제2 통신국은, 수신한 패킷의 제2 통신 방식 해독부 내에 기재되어 있는 패킷 길이 및 전송 레이트에 관한 정보에 따라 그 이후의 제2 해독부의 수신 동작을 행할 수 있다.

패킷 송신을 행하는 제2 통신국은, 제2 통신국끼리만 기존으로 되는 변조 방식으로 제2 통신 방식 해독부를 변조함으로써, 모든 제2 통신국은 해독할 수 있지만 제1 통신국은 해독할 수 없게 할 수 있다. 예를 들면, 제2 통신 방식 해독부에 대하여 BPSK 등의 위상 변조를 행하는 경우에 있어서, 신호점 (-1, 1)의 배치에 대하여 제2 통신국으로 공유하는 위상차 θ를 주거나 신호점을 기존의 양 Δd 만큼 병진 이동시키거나 하는 등으로 해도 된다. 한편, 패킷을 수신한 제2 통신국은, 위상차 -θ 또는 이동량 -Δd 등의 신호점 배치에 이상이 행해져 있는 것을 고려하여 위상 복조한다.

그리고, 제2 통신 방식 해독부를 해독할 수 있는 경우, 제1 해독부가 위장되어 있는 것이 알 수 있다. 그리고, 제2 통신 방식에 있어서 동작 가능한 제2 통신국이, 송신원으로부터 멀어진 위치에 있는 경우 등에서는, S/N의 관계 등에 의해, 낮은 전송 레이트로 송신되는 제2 통신 방식 해독부를 수신할 수 있지만, 고속의 전송 레이트로 송신되는 제2 해독부를 수신할 수 없는 사태도 상정된다. 이와 같은 경우, 패킷을 수신한 제2 통신국은, 수신한 패킷의 제2 통신 방식 해독부 내에 기재되어 있는 패킷 길이 및 전송 레이트에 관한 정보에 따라 제2 해독부의 수신 동작을 시도하지만, 제2 해독부가 해독 불가능인 경우에는, 제1 해독부 내에 기재되어 있는 위장의 패킷 길이 및 전송 레이트로부터 얻어지는 시간(즉, (패킷 길이)/(전송 레이트))과 제2 통신 방식 해독부 내에 기재되어 있는 패킷 및 전송 레이트로부터 얻어지는 시간(즉, (패킷 길이)/(전송 레이트))과의 차분을 취하여, 소정 시간 패킷의 송신을 억제하도록 해도 된다.

본 발명에 관한 무선 통신 시스템은, 예를 들면, 종래의 IEEE 802.11b에 따르는 종래국과 같은 대역을 사용하는 고속판의 규격에 상당하는 IEEE 802.11g에 준거하는 고도 통신국이 혼재하여 동작하는 통신 환경을 상정하고 있다.

본 발명에 관한 무선 통신 시스템에서는, 송신하는 패킷은, 모든 통신국을 해독할 수 있는 기존의 일정 레이트의 부분(이하, "일반 해독부"라고도 함)과 일부의 고도의 통신국 밖에 해독할 수 없을 가능성이 있는 임의 레이트의 부분(이하, "고도 해독부"라고도 함)으로 구성된다.

패킷의 일반 해독부에는, 통상, 그 패킷의 나머지의 길이와 나머지의 패킷이 송신되는 레이트가 적어 있다. 따라서, 패킷을 수신한 통신국은, (패킷 길이)/(레이트)의 기간만큼, 지정된 레이트로 수신 동작을 행함으로써 상기 패킷의 나머지의 부분의 수신을 시도한다.

본 발명에서는, 고도 통신국은, 종래국이 수신할 수 없는 전송 레이트로 패킷 송신을 행하고, 또한 종래국에는 일정기간 송신을 개시하고 싶지 않은 경우에는, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 통신을 정지하고 싶은 기간분으로 되도록, 일반 해독부의 패킷 길이 및 레이트의 정보를 위장한다. 예를 들면, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 본래는 상기 패킷의 나머지의 부분의 수신 기간에 상당해야 할 때, 예를 들면, ACK의 종료 등 NAV를 세워야하는 기간이 되도록 이들 정보를 위장한다.

또, 이 경우, 통신 상대로 되는 고도 통신국은, 위장된 레이트 및 길이에 따라 오동작하지 않고 정확한 수신 동작을 행하기 위해서는, 일반 해독부에 기재되어 있는 이들 값이 위장되어 있는 것을 검지할 필요가 있다. 그러므로, 패킷의 일반 해독부에 위장의 유무를 나타내는 플래그를 준비한다. 또는 모든 제2 통신국이 해독 가능한 제2 통신 방식 해독부를 설치하고, 일반 해독부가 위장되어 있는 것을 기재한다. 그리고, 일반 해독부를 송신한 후, 고도 통신국은, 임의의 고도 레이트 모드로 이행하고, 고도 해독부로서 구성되는 실제의 데이터를 송신한다.

종래국은, 패킷 길이 및 레이트의 정보가 위장된 일반 해독부를 수신하면, 이들 패킷 길이와 레이트를 믿어 (패킷 길이)/(레이트)의 사이, 지정된 레이트로 나머지의 패킷을 수신한다. 이 레이트 및 패킷 길이는 그 패킷이 실제로 송신되어 있는 것과 상이하므로, 정상적으로 해독할 수 없게, 이 패킷은 파기된다.

이것에 대하여, 고도 통신국은, 일반 해독부의 플래그에 의해 패킷 길이 및 레이트의 정보가 위장되어 있는 것을 검지한다. 또는, 제2 통신 방식 해독부를 해독할 수 있던 것에 의해 위장되어 있는 것을 검지한다. 그리고, 일반 해독부가 위장되어 있는 경우에는, 대응하는 고도 레이트 모드로 이행하고, 나머지의 패킷, 즉 고도 해독부를 수신하고, 실제의 데이터를 해독할 수 있다.

이와 같이, 송신 개시를 멈추는 시간을 설정하기 위해 패킷 길이와 레이트를 이용하는 경우, 종래국에 대하여 같은 시간을 나타내는 위하여, 위장된 패킷 길이와 레이트의 조합은 복수개 존재한다. 한편, 고속의 통신 레이트로서 복수의 전송 모드가 존재하는 경우도 있다. 그래서, 고속의 통신 레이트의 모드가 복수개 존재하는 경우에는, 레이트의 설정에 의해, 어느 모드로 나머지의 패킷이 송신되는지를 추측하도록 해도 된다.

또, 본 발명의 제2 측면은, 제1 통신 방식과 제2 통신 방식이 공존하는 무선 통신 환경 하에서 무선 통신 동작을 행하기 위한 처리를 컴퓨터 시스템 상에서 실행하도록 컴퓨터 가독 형식으로 기술된 컴퓨터 프로그램으로서, 제1 해독부와 제2 해독부에 의해 구성되는 송신 패킷을 생성하는 패킷 생성 스텝과, 송신 패킷의 제1 해독부를 제1 통신 방식으로 송신하고, 송신 패킷의 제2 해독부를 제2 통신 방식으로 송신하는 패킷 송신 스텝과, 타국으로부터의 수신 패킷의 제1 해독부를 수신 및 해석하는 패킷 수신 스텝과, 수신 패킷의 제2 해독부를 제2 통신 방식으로 수신 및 해석하는 제2 패킷 수신 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램이다.

본 발명의 제2 측면에 관한 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터 시스템 상에서 소정의 처리를 실현하도록 컴퓨터 가독 형식으로 기술된 컴퓨터 프로그램을 정의한 것이다. 환언하면, 본 발명의 제2 측면에 관한 컴퓨터 프로그램을 컴퓨터 시스템에 인스톨함으로써 컴퓨터 시스템 상에서는 협동적 작용이 발휘되어 무선 통신 장치로서 동작한다. 이와 같은 무선 통신 장치를 복수개 기동해 무선 네트워크를 구축함으로써, 본 발명의 제1 측면에 관한 무선 통신 시스템과 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, 각 통신국이 CSMA 방식에 의해 캐리어 검출에 따라 랜덤 액세스를 바람직하게 행할 수 있는, 우수한 무선 통신 시스템, 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법, 및 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 전송 레이트가 상이한 복수의 통신 모드가 혼재하는 통신 환경 하에서 랜덤 액세스를 실현할 수 있는, 우수한 무선 통신 시스템, 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법, 및 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 전송 레이트가 상이한 복수의 통신 모드가 혼재하는 통신 환경 하에서, 보다 작은 오버헤드로 랜덤 액세스를 실현할 수 있는, 우수한 무선 통신 시스템, 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법, 및 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, RTS/CTS 스텝을 거치지 않아도 같은 대역을 사용하는 IEEE 802.11g와 IEEE 802.11a/b와의 공존을 실현할 수 있으므로, 오버헤드를 대폭 삭감할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, NAV용의 듀레이션을 유연하게 설정할 수 있으므로, 시스템 처리량을 향상되는 성과를 거둘 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적, 특징이나 이점은, 후술하는 본 발명의 실시예나 첨부하는 도면에 따른 보다 상세한 설명에 따라 명백해 질 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 관한 무선 네트워크에 있어서 통신국으로서 동작하는 무선 통신 장치의 기능 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 프레임 간격의 상위에 따른 우선 송신의 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명에 관한 무선 네트워크에 있어서의 패킷의 프레임 구성예를 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명에 관한 무선 네트워크에 있어서의 패킷 구성의 변형예를 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 5 IEEE 802.11a에 있어서의 레이트 필드의 기술예를 나타낸 도면이다.

도 6은 무선 통신 장치(100)가 종래국으로서 동작하는 경우의 수신 처리 스텝을 나타낸 플로차트이다.

도 7은 무선 통신 장치(100)가 고도 통신국으로서 동작하는 경우의 수신 처리 스텝을 나타낸 플로차트이다.

도 8은 본 발명에 따라 CSMA/CA에 기초한 통신 동작예를 나타낸 도면이다.

도 9는 본 발명에 따라 RTS/CTS에 기초한 통신 동작예를 나타낸 도면이다.

도 10은 본 발명에 따라 Shot NAV를 이용한 RTS/CTS에 기초한 통신 동작예를 나타낸 도면이다.

도 11은 종래예에 따라 CSMA/CA에 따른 통신 동작예를 나타낸 도면이다.

도 12는 종래예에 따라 RTS/CTS에 따른 통신 동작예를 나타낸 도면이다.

도 13은 종래예에 따라 종래국과 고도 통신국이 혼재한 통신 환경 하에서의 CSMA/CA에 따른 통신 동작예를 나타낸 도면이다.

도 14는 종래예에 따라 IEEE 802.11g에 따른 RTS/CTS에 따른 통신 동작예를 나타낸 도면이다.

도 15는 SIGNAL2부를 해독 가능한 고도 통신국에 있어서의 무선 수신부(110)의 내부 구성예를 나타낸 도면이다.

도 16은 제2 통신 방식에 의해 송신되는 패킷의 프레임 구성예를 나타낸 도면이다.

도 17은 송신국으로부터의 하나의 송신 패킷에 대하여 복수의 수신국이 시분할로 응답 패킷을 회신하는 통신 동작 시퀀스를 나타낸 도면이다.

발명을 실시하기 위한 바람직한 실시예

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 있어서 상정하고 있는 통신의 채널은 무선 채널이며, 복수의 통신국 사이에서 네트워크를 구축한다. 본 발명에서 상정하고 있는 통신은 축적 교환형 트래픽(a store and forward type traffic)이며, 패킷 단위로 정보가 전송된다. 또, 이하의 설명에서는, 각 통신국은 단일의 채널을 상정하고 있지만, 복수의 주파수 채널, 즉 멀티 채널로 이루어지는 전송 매체를 사용한 경우에 확장할 수도 있다.

본 발명에 관한 무선 네트워크에서는, 각 통신국은, 캐리어 검출 다중 접속(Carrier Sense Multiple Access: CSMA)에 따른 액세스 스텝에 따라 직접(랜덤) 에 정보를 전송하고, 자율 분산형의 무선 네트워크를 구축할 수 있다. 또, 본 발명에 관한 무선 네트워크에서는, 완만한 시분할 다중 액세스 구조를 가진 전송(MAC)프레임에 의해 채널 자원을 효과적으로 이용한 전송 제어가 행해진다. 이 경우, 각 통신국은, 대역을 예약하거나, 또는 우선 이용기간을 설정하는 등 시간 동기를 베이스로 한 액세스 방식을 행할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는, 예를 들면, 종래의 IEEE 802.11b에 따르는 종래국과 같은 대역을 사용하는 고속판의 규격에 상당하는 IEEE 802.11g에 준거하는 고도 통신국이 혼재하여 동작하는 통신 환경을 상정하고 있다. 즉, 있는 한정된 변조 방식으로 변조 패킷만을 송수신할 수 있는 종래국과 종래국이 수신할 수 있는 변조 방식에 더하여 또한, 고도의 방식으로도 수신 가능한 고도 통신국이라는 2종류의 통신 단말기가 존재한다.

이와 같이 같은 대역을 사용하는 IEEE 802.11g와 IEEE 802.11b가 혼재하는 통신 시스템에서는, 공존의 문제가 있다. 왜냐하면, 종래국은 고속의 레이트로 송신되는 데이터 패킷을 수신할 수 없으므로, MAC 헤더에 기재되어 있는 듀레이션을 디코드해 NAV를 적절히 세우지 못하고, 충돌을 회피할 수 없게 되기 때문이다. 본 발명에서는, 상위 규격인 IEEE 802.11g가, 종래 규격인 IEEE 802.11b에 대하여 이른바 상위 호환을 보증함으로써, 이 공존의 문제를 해결하도록 하고 있지만, 이 점에 대하여는 후에 상세히 설명한다.

도 1에는, 본 발명의 일실시예에 관한 무선 네트워크에 있어서 통신국으로서 동작하는 무선 통신 장치의 기능 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 도시한 무선 통신 장치(100)는, 같은 무선 시스템 내에서는 효과적으로 채널·액세스를 행함으로써, 충돌을 회피하면서 네트워크를 형성할 수 있다. 이 무선 통신 장치(100)는, 제1 통신 방식으로서의 IEEE 802.11a/b에 준거하는 종래국, 또는 제2 통신 방식으로서의 IEEE 802.11g에 준거하는 고도 통신국 중 어느 하나이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 무선 통신 장치(100)는, 인터페이스(101)와 데이터 버퍼(102)와 중앙 제어부(103)과 패킷 생성부(104)와 무선 송신부(106)과 타이밍 제어부(107)과 안테나(109)와 무선 수신부(110)과 패킷 해석부(112)와 정보 기억부(113)로 구성된다.

인터페이스(101)는, 이 무선 통신 장치(100)에 접속되는 외부 기기(예를 들면, 퍼스널 컴퓨터(도시하지 않음) 등) 사이에서 각종 정보의 교환을 행한다.

데이터 버퍼(102)는, 인터페이스(101) 경유로 접속되는 기기로부터 보내져 온 데이터나, 무선 전송으로 경유로 수신한 데이터를 인터페이스(101) 경유로 송출하기 전에 일시적으로 저장하여 두기 위해서 사용된다.

중앙 제어부(103)는, 무선 통신 장치(100)에 있어서의 일련의 정보 송신 및 수신 처리의 관리와 전송로의 액세스 제어를 일원적으로 행한다. 기본적으로는, CSMA에 따라 전송로 상태를 감시하면서 랜덤 시간에 걸쳐 백 오프의 타이머를 동작시켜, 이 사이에 송신 신호가 존재하지 않는 경우에 송신권을 획득한다는 액세스 경합을 행한다.

본 실시예에서는, 액세스 경합에 우선 송신의 메커니즘을 채용하여, 유연한 QoS를 실현하고 있다(도 2를 참조). 예를 들면, 타국의 패킷 송신 후나 트래픽의 우선도가 낮을 때는, 통상 동작 모드로 되어, 프레임 간격 IFS를 보다 긴 DIFS에 설정하는 동시에 랜덤 백 오프를 설정한다. 이것에 대하여, 타국으로부터의 RTS에 계속해 CTS를 송신하는 경우나, CTS에 계속해 데이터 패킷을 송신하는 경우나 ACK를 송신하는 경우에는, 프레임 간격 IFS를 짧은 SIFS에 설정하고, 통상의 송신 동작을 행하는 타국에 우선하여 송신 가능해진다.

패킷 생성부(104)는, 자국으로부터 주변국 앞으로 송신되는 패킷 신호를 생성한다. 여기서 말하는 패킷은, 데이터 패킷 외에, 수신처의 통신국의 송신 요구 패킷 RTS나, RTS에 대한 확인 응답 패킷 CTS, ACK 패킷 등을 들 수 있다. 예를 들면, 데이터 패킷은, 데이터 버퍼(102)에 축적되어 있는 송신 데이터를 소정 길이 만큼 잘라, 이것을 유료 하중으로서 패킷이 생성된다.

통신 프로토콜의 MAC층에서는, 유료 하중에 MAC 헤더를 부가하여 MAC 프레임을 구성하고, 또한 PHY층에서는 PHY 헤더가 부가되어 최종적인 송신 패킷 구조로 된다. 본 실시예에서는, PHY 헤더가 제1 해독부를 구성하고, MAC 프레임부 분이 제2 해독부를 구성한다. 패킷 신호의 구성에 대하여는 후술한다.

무선 송신부(106) 및 무선 수신부(110)는, 통신 프로토콜에 있어서의 RF층 및 PHY층에 상당한다. 무선 송신부(106)는, 소정의 변조 방식 및 전송 레이트에 의해 패킷 신호의 무선 송신 처리를 행한다. 구체적으로는, 송신 신호를 소정의 변조 방식으로 변조하는 변조기나, 디지털 송신 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기, 아날로그 송신 신호를 주파수 변환하여 업 컨버트하는 업 컨버터, 업 컨버트된 송신 신호의 전력을 증폭하는 파워업(PA) 등(모두 도시하지 않음)을 포함 하고, 소정의 전송 레이트에 의해 무선 송신 처리를 행한다.

또, 무선 수신부(110)는, 타국으로부터의 패킷 신호의 무선 수신 처리를 행한다. 구체적으로는, 안테나(109)를 통하여 타국으로부터 수신한 무선 신호를 전압 증폭하는 저잡음 앰프(LNA)나, 전압 증폭된 수신 신호를 주파수 변환에 의해 다운 컨버트하는 다운 컨버터, 자동 이득 제어기(AGC), 아날로그 수신 신호를 디지털 변환하는 A/D 변환기, 동기 획득을 위한 동기 처리, 채널 추정, OFDM 등의 복조방식에 의해 복조 처리하는 복조기 등(모두 도시하지 않음)으로 구성된다.

무선 통신 장치(100)가 제1 통신 방식으로서의 IEEE 802.11a/b에 준거하는 경우에는, 무선 송신부(106) 및 무선 수신부(110)는, 상기 무선 LAN 규격에 따른 변조 방식 및 전송 레이트에 의해 패킷의 송수신을 행한다. 또, 무선 통신 장치(100)가 제2 통신 방식으로서의 IEEE 802.11g에 따르는 경우에는, IEEE 802.11a/b에 따른 변조 방식 및 전송 레이트에 의해 패킷의 송수신이 가능하고 이외에, IEEE 802.11g 독자적인(즉, IEEE 802.11a/b에서는 수신할 수 없는) 전송 레이트에 의해 패킷의 송수신을 행할 수 있다. 후자의 경우, PHY 헤더로 구성되는 패킷의 제1 해독부는 IEEE 802.11a/b로 수신 가능한 전송 레이트로 송수신 되지만, MAC 프레임으로 구성되는 제2 해독부는 IEEE 802.11g에 따르는 전송 레이트로 송수신된다.

안테나(109)는, 다른 무선 통신 장치 앞으로 신호를 소정의 주파수 채널 상에서 무선 송신하거나, 또는 다른 무선 통신 장치로부터 보내지는 신호를 수집한다. 본 실시예에서는, 단일의 안테나를 구비하고, 송수신을 함께 병행해서는 행할 수 없는 것으로 한다.

타이밍 제어부(107)는, 무선 신호를 송신 및 수신하기 위한 타이밍의 제어를 행한다. 예를 들면, 자기의 패킷 송신 타이밍이나 RTS/CTS 방식에 따른 각 패킷(RTS, CTS, 데이터, ACK 등)의 송신 타이밍(프레임 간격 IFS나 백 오프의 설정), 타국 앞의 패킷 수신시에 있어서의 NAV의 설정 등의 타이밍 제어를 행한다.

패킷 해석부(112)는, 타국으로부터 수신할 수 있던 패킷 신호를 해석한다. 본 실시예에서는, 패킷은 제1 해독부와 제2 해독부에 의해 구성된다. 패킷의 해독 방법의 상세한 것에 대하여는 후술에 양보한다.

정보 기억부(113)는 중앙 제어부(103)에 있어서 실행되는 일련의 액세스 제어 동작 등의 실행 스텝 명령이나, 수신 패킷의 해석 결과로부터 얻어지는 정보 등을 기억해 둔다.

이미 설명한 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 무선 네트워크에서는, 어떤 한정된 변조 방식 그리고, 변조된 패킷만을 송수신할 수 있는 종래국과 종래국이 수신할 수 있는 변조 방식에 더하여 또한, 고도의 방식으로도 수신 가능한 고도 통신국의 2종류가 존재한다. 같은 대역을 사용하는 IEEE 802.11g와 IEEE 802.11b가 혼재하는 통신 시스템에서는, 공존의 문제가 있다. 본 실시예에서는, 고도 통신국이 종래국에 대하여 이른바 상위 호환을 제공함으로써 해결하도록 하고 있지만, 이 점에 대하여는 후에 상세히 설명한다.

도 3에는, 본 실시예에 있어서의 무선 네트워크에 있어서, 통신국으로서 동작하는 무선 통신 장치(100)가 송수신하는 패킷의 구성을 모식적으로 나타내고 있 다.

통신 프로토콜의 MAC층에서는, 유료 하중(IP 패킷에 상당)에 MAC 헤더를 부가하여 MAC 프레임을 구성하고, 또한 PHY층에서는 MAC 프레임에 PHY 헤더가 부가되어 최종적인 송신 패킷 구조로 된다. PHY 헤더가 제1 해독부를 구성하고, MAC 프레임부 분이 제2 해독부를 구성한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 패킷은, PHY 헤더와 한 PLCP(Physical Layer Convergence Protocol) 프리앰블부 및 SIGNAL부와 MAC 프레임으로 구성된다. MAC 프레임은, MAC 헤더와 데이터부로 구성된다.

PHY 헤더는 제1 해독부에 상당하여, MAC 프레임은 제2 해독부에 상당한다. 패킷의 송신국이 IEEE 802.11a/b에 따르는 종래국의 경우, PHY 헤더 및 MAC 프레임의 모두, 제1 통신 방식에 의해 송신한다.

또, 패킷의 송신국이 IEEE 802.11g에 따르는 고도 통신국의 경우, 종래국 앞으로 패킷의 송신을 행할 때는, 패킷 전체를 제1 통신 방식에 의해 송신한다. 이것에 대하여, 고도 통신국 앞으로 패킷의 송신을 행할 때는, 제1 해독부만 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식에 의해 송신하지만, 데이터부를 포함하는 제2 해독부를 보다 전송 레이트의 높은 제2 통신 방식에 의해 송신할 수 있다. 도시한 패킷의 송신측에서는, 먼저, 패킷의 선두로서 PLCP 프리앰블부를 송신하고, 이어서, SIGNAL부와 MAC 프레임을 송신한다.

PLCP 프리앰블부는, 신호 검지(Signal Detect), 채널 추정(Channel Estimation) 등의 요소를 포함한다. 따라서, 주변국은, PLCP 프리앰블부를 수신함으로써, 통신국은 신호의 존재를 알아, 송신 채널의 추정 등을 행한다.

PLCP 프리앰블부의 검출에 의해 신호가 송신되어 있는 것을 안 통신국은, 다음에, 도래하는 SIGNAL부의 수신을 개시한다. 이 SIGNAL부는 모든 통신국에 있어 기존으로 되는 제1 통신 방식으로 보내지기 때문에, 종래국 및 고도 통신국의 양쪽의 국이 수신 가능해진다.

이 SIGNAL부에는, 이후의 MAC 프레임에 있어서의 전송 레이트(Rate), MAC 프레임 등 패킷의 나머지의 데이터 길이(Length), 패리티(Parity), 예비 영역(Reserve) 등을 포함하고 있다.

MAC 프레임은, SIGNAL부의 Rate로 지정된 전송 레이트에 따라 변조되어 있다. MAC 프레임은, MAC 헤더와, 유료 하중에 상당하는 데이터부로 구성된다. MAC 헤더에는, 상기 패킷의 수신국의 어드레스(Rx Address)와 수신국 이외의 국이 NAV를 세워야할 기간을 지정하는 듀레이션 등이 기술되어 있다.

MAC 헤더부를 정상적으로 수신 및 해독할 수 있이던 통신국은, 자국의 어드레스와 수신 어드레스를 비교하고, 일치하는 경우에는, SIGNAL부에 기록되어 있는 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보에 따라 패킷의 나머지의 부분을, (패킷 길이)/(전송 레이트)의 기간만큼 지정 레이트에 의해 수신한다. 또, 자기의 어드레스와 수신 어드레스가 일치하지 않는 경우에는, MAC 헤더에 기재되어 있는 듀레이션의 기간만큼, NAV를 세워 자국의 송신을 억제한다. 이와 같은 스텝에서 대역을 확보하는 스텝을, 일반적으로, 버추얼 캐리어 센스(Virtual Carrier Sense)라고 말한다.

여기서, 패킷의 송신국이 IEEE 802.11b에 따르는 고도 통신국이 고도 통신국 선에 패킷의 송신을 행할 때는, 제1 해독부만 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식에 의해 송신하지만, 데이터부를 포함하는 제2 해독부를 보다 전송 레이트의 높은 제2 통신 방식에 의해 송신한다. 그러므로, 종래국은 제2 해독부를 수신할 수 없게 되므로, MAC 헤더에 기재되어 있는 듀레이션을 디코드하지 못하고, NAV를 세워야할 기간이 알지 못하는 문제가 있다.

종래는, 대역 확보를 위해서 MAC 헤더 중의 듀레이션의 기술을 이용하고 있었다. 그러나, IEEE 802.11g와 IEEE 802.11a/b와의 공존을 실현하기 위해서는, 이 듀레이션의 기술을 이용하지 않고, 다른 정보에 의해 종래국이 NAV를 세워야할 기간을 인식하기 위한 구조가 필요하다.

그래서, 본 실시예에서는, 제2 통신 방식으로서의 IEEE 802.11g에 의해 패킷을 송신하는 경우라도, 반드시 모든 통신국이 수신 가능해지는 제1 해독부를 설치하고, 이 제1 해독부에 의해 NAV에 상당하는 기간을 지정하는 구조를 준비한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 해독부는 패킷의 PHY 헤더로 구성된다. 그리고, 모든 통신국이 수신 가능한 SIGNAL부에 있어서, 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 이용함으로써, 의사적으로 듀레이션에 상당하는 시간을 기술한다. 즉, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 통신을 정지하고 싶은 듀레이션과 동등하게 , 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 위장(spoof)한다.

이 결과, 종래국은, 실제와는 상이한 패킷 길이와 전송 레이트를 설정하고, 듀레이션에 상당한 시간만큼 수신을 행한다. 실제의 패킷은 이 (패킷 길이)/(레이트)분에 걸쳐 송신되는 것은 없지만, 종래국은, 듀레이션에 상당한 기간만큼 송신 을 개시하지 않고, 결과적으로 통신을 정지하고 싶은 기간만큼 송신을 억제해 수신을 계속하게 된다.

그리고, 이 경우, 종래국이 위장된 (패킷 길이)/(레이트)분에 걸쳐 수신한 후에는, 반드시 CRC 에러가 생기게 된다. IEEE 802.11에서는 Data부에서 CRC 에러가 생긴 경우, 통상의 프레임 간격 DIFS 보다 긴 EIFS의 시간, 수신을 가까이 둔다는 룰이 있다. 그래서, 종래국에 대하여 항상 불공평하게 되지 않도록, 실로 수신을 계속시키고 싶은 기간부터 "EIFS－DIFS"를 감산한 시간을 (패킷 길이)/(레이트)분으로 위장하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 고도 통신국은, 제1 해독부에 있어서, 의사적으로 듀레이션에 상당하는 시간을 기술하도록, 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 이용함으로써, 종래국에 대하여 이른바 상위 호환을 제공하고 있다. 이 경우, IEEE 802.11g에 따르는 고도의 통신 방식에 의해 통신 스텝이 행해지는 동안, 종래국은 충돌을 회피하고, 정상적인 네트워크 동작을 실현할 수 있다.

또, 고도 통신국이 제1 통신 방식에서는 대응하지 않는 고속의 전송 레이트를 사용하는 경우에는, 종래국이 제1 해독부를 정확하게 해독 가능하도록, SIGNAL부의 전송 레이트(Rate) 필드에는 제1 통신 방식으로 대응하는 값을 위장해야만 한다. 이 경우, 위장한 전송 레이트(Rate) 값에 배합해서 패킷 길이(Length)도 위장해야만 한다.

전술한 바와 같이, SIGNAL부에 있어서, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 종래국에 통신을 정지하고 싶은 기간과 동등하게 되도록 한 값에 위장한다. 여기서, 통 신을 정지하고 싶은 기간이란, 요컨대 제2 통신 방식에 의해 행해지는 통신 트랜잭션이 종료할 때까지의 기간이다. 구체적으로는, 제2 통신 방식에 의해 행해지는 통신 스텝에 있어서 ACK 송신이 종료될 때까지의 기간이다. 또, MAC 프레임에 있어서 제2 통신 방식에 의해 복수의 통신국과 다중 접속하는 통신 순서에 따라 패킷 송신을 행할 때는, 각각의 상대국으로부터 시분할 다중에 의해 행해지는 ACK 송신이 모두 종료할 때까지의 기간에 상당한다. 그리고, 본 출원인에게 이미 양도되어 있는 일본특허출원 제2003-297919호 명세서에는, 송신국이 복수의 수신국으로 데이터 프레임을 공간 분할 다중 접속(SDMA)에 의해 송신하는데 대하여, 각 수신국으로부터는 시분할 다중에 의해 ACK가 회신되고 통신 시스템에 대하여 개시되어 있다. 또, 여기서 말하는 ACK 패킷의 송신에는, ACK 패킷 단독의 경우로 한정되지 않고, 예를 들면, RTS 패킷이나 CTS 패킷, Data 패킷 등 다른 종류의 패킷과 ACK 패킷이 다중되어 송신되는 경우도 포함하는 것으로 한다.

여기서, 통신 상대로 되는 고도 통신국은, 위장된 레이트 및 길이에 따라 오동작하지 않고 정확한 수신 동작을 행하기 위하여, 제1 해독부에 기재되어 있는 이들 값이 위장되어 있는 것을 검지할 필요가 있다. 즉, 고도 통신국에 있어서의 상위 호환의 구조를 실현하려면, 제1 해독부 내에 기술하고 있는 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보가 위장되어 있는 것을, 고도 통신국끼리에서는 인식하고 맞을 필요가 있다. 또한, 종래국에는 상기 정보가 위장되어 있는 것을 모르게, 고도 통신국끼리로 인식하고, 제1 통신국은 제1 해독부 내에 기재되어 있는 대로 동작해야만 한다.

도 3에 나타낸 실시예에서는, 예를 들면, SIGNAL부의 예비 영역(Reserve)에 위장의 유무를 나타내는 1비트의 플래그를 준비한다. 그리고, 고도 통신국은, 제1 해독부의 플래그에 의해 패킷 길이 및 레이트의 정보가 위장되어 있는 것을 검지하면, 대응하는 고도 레이트 모드로 이행하고, 나머지의 패킷 즉 고도 해독부를 수신하고, 실제의 데이터를 해독할 수 있다. 이 경우, 고도 통신국은, 수신한 패킷의 SIGNAL부로부터 판독한 패킷 길이 및 레이트의 정보를 파기한다.

고속의 전송 레이트로 패킷 송수신을 행하는 제2 통신 방식에 있어서 단일의 통신 방식(통신 모드)밖에 정의하고 있지 않은 경우에는, 도 3을 참조하면서 설명한 바와 같이, 1비트의 위장 플래그만을 사용하여 통신 방식의 이행을 지정할 수 있다. 이것에 대하여, 제2 통신 방식이 복수의 전송 모드를 포함하는 경우에는, 1비트의 위장 플래그 만에서는 전송 모드를 지정할 수 없게 된다.

이와 같이 복수의 전송 모드로부터 1개를 지정하기 위한 가장 단순한 방법은, 패킷 내에 전송 모드 지정용으로 필드를 부가하는 것이다. 도 4에는, 도 3에 나타낸 패킷 구조의 변형예를 나타내고 있다. 도시한 예에서는, 제2 통신 방식으로 송신되는 패킷에서는, SIGNAL부의 후방에 SIGNAL2부(High Throughput(HT) PHY부)가 또한, 부가되어 있다.

도시한 예에서는, SIGNAL2부는, 실제의 전송 레이트(True Rate) 및 실제의 패킷 길이(True Length)을 기술하는 필드와 모드의 파라미터치(Mode Parameter)를 기술하는 필드를 구비하고 있다. SIGNAL2부는, 모든 고도 통신국에 있어서 수신 가능해지는 일정한 전송 레이트로 송신되므로, 이것을 수신한 고도 통신국은 실제 의 전송 레이트(True Rate) 및 실제의 패킷 길이(True Length)에 따라 수신 동작을 행한다. 또, 종래국은 SIGNAL2부를 해독하지 못하고, SIGNAL부에서 기록되는 레이트 및 길이에 따라 수신 기간을 설정한다.

여기서, 종래국에는 SIGNAL 부내의 전송 레이트 및 패킷 길이가 위장되어 있는 것을 모르는 것을, 고도 통신국끼리로 인식하므로, 종래국은 SIGNAL 부내에 기재되어 있는 대로에 동작하지 않으면 안 된다. 그러므로, 제2 통신 방식 해독부로서의 SIGNAL2부(HT－SIGNAL부)를, 모든 고도 통신국은 해독할 수 있지만 종래국은 해독할 수 없는 통신 방식에 의해 송신한다.

예를 들면, 모든 고도 통신국이 수신할 수 있도록, SIGNAL2부를 6Mbps 정도의 낮은 전송 레이트로 송신하지만, 고도 통신국끼리에서는 기존이지만 제1 통신국에는 알려져 있지 않은 변조 방식에 의해 변조 처리를 가하는 것으로, 고도 통신국만이 복조해 SIGNAL부가 위장되어 있는 것을 인식할 수 있다.

이와 같은 경우, 패킷을 수신한 고도 통신국은, 제1 통신 방식 및 제1 통신국은 해독할 수 없는 통신 방식의 양쪽으로 SIGNAL2부의 해독을 시도해 후자로 해독할 수 있는 것에 의해, SIGNAL부가 위장되어 있는 것을 인식할 수 있다. 그리고, SIGNAL2부에서 얻어진 통신 모드에 따라 제2 해독부의 수신 처리를 행할 수 있다.

SIGNAL2부는 제2 해독부인 MAC 프레임로부터 전에 배치되어 있으므로, 제1 해독부에 있어서 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보가 위장되어 있는 경우에는, 패킷을 수신한 고도 통신국은, SIGNAL2부에 기재되어 있는 실제의 패킷 길이(True Length) 및 전송 레이트(True Rate)에 따라 그 이후의 제2 해독부의 수신 동작을 행할 수 있다.

패킷 송신을 행하는 고도 통신국은, 고도 통신국끼리에서만 기존으로 되는 변조 방식으로 제2 통신 방식 해독부를 변조함으로써, 모든 고도 통신국은 해독할 수 있지만 종래국은 해독할 수 없게 할 수 있다. 예를 들면, SIGNAL2부에 대하여 BPSK 등의 위상 변조를 행하는 경우에 있어서, 신호점 배치에 대하여 제2 통신국과 공유하는 위상차 θ를 주거나 신호점을 기존의 양 Δd 만큼 병진 이동시키거나 하는 등 해도 된다. 한편, 패킷을 수신한 고도 통신국은, 위상차 -θ 또는 이동량 -Δd 등의 신호점 배치에 이상이 행해져 있는 것을 고려하여 위상 복조한다. 그리고, SIGNAL2부를 해독할 수 있다는 사실에 의해, 제1 해독부가 위장되어 있다는 것을 알 수 있다.

도 16에는, 이 경우의 무선 수신부(110)의 내부 구성예를 나타내고 있다. 무선 수신부(110)는 RF부와 PHY부에 의해 구성된다. PHY부는, 제1 복조부와 제2 복조부와 이들 복조부 중 어느 하나에 의해 정확하게 복조된 수신 데이터를 처리하는 수신 처리부를 구비하고 있다.

수신 처리부는, 제1 해독부로부터 얻어지는 변조 방식(전송 레이트)을 제1 복조부에 통지한다. 제1 복조부는, 제1 해독부가 위장되어 있지 않은 것으로 가정하여, 제1 해독부와 같은 신호점 배치에 의해, 제1 해독부에서 기재되어 있는 가지의 변조 방식(전송 레이트)에서 이후의 신호를 복조한다.

제2 복조부는, 제1 해독부에 SIGNAL2부가 계속되는 것으로 가정하여, 90도 만큼 위상 회전된 신호점 배치에 의해, SIGNAL2부를 기존의 변조 방식(전송 레이트)에서 복조한다.

SIGNAL2부는 고정 길이이므로, 그 소정 길이 만큼 복조하고, SIGNAL2부인 것이 판명된 후, 제1 해독부가 위장되어 있는 것을 알 수 있으므로, 그렇지 않으면 제1 해독부는 위장되어 있지 않은 것으로 판명된다. 후자의 경우, 제1 복조부에 의해 회전하지 않는 신호점 배치로 복조를 계속한다. 이로써, 제1 해독부의 예비 영역(Reserve)에 위장 플래그를 설치하지 않고, 위장되어 있는지 여부를 암시할 수 있다.

그리고, 콘스텔레이션(constellation) 상의 신호점에 위상차를 설치하여 매핑하는 변조 방식에 관한 것으로는, 예를 들면, 일본국 특개평 11-146025호 공보에 개시되어 있다.

고도 통신국은, 전술한 바와 같이, 제2 해독부(도 16의 DATA부를 참조)를 해독해 오는 것이 원칙이다. 그런데, 통신 단말기 사이의 거리가 큰 경우나, MIMO 통신을 행하고 있는 경우 등에는, 제2 해독부를 디코드할 수 없는 경우가 상정된다. 이와 같은 경우, 일정한 저속 레이트로 변조되어 있는, 제1 해독부(도 16에서는 SIGNAL부) 및 제2 통신 방식 해독부(도 16에서는 HT－SIGNAL부)를 이용하여, 패킷 송신 단말기가 다른 단말기에 대하여 어느 정도 기간 송신을 앞에 두면 지시하고 있는지를 추정할 수 있다.

제1 해독부로서의 SIGNAL부의 기재에 따라 산출되는 (패킷 길이)/(전송 레이트)의 값은, 도 16의 ACK가 수신 완료할 때까지의 기간이다. 또, 제2 통신 방식 해독부로서의 HT－SIGNAL부에 따라서 산출되는 (실제 길이)/(실제 레이트)의 값은 , 실제의 패킷이 송신 완료할 때까지의 기간에 상당한다. 이 2개의 (길이)/(레이트)의 차분을 취하는 것으로(도 16에서는 EIF－DIFS를 부가하고 있는), 패킷 송신 단말기가 다른 단말기에 대하여 어느 정도 기간 송신을 앞에 두는지를 나타내는 NAV 상당한 값이 된다.

고도 통신국끼리로 전송 모드를 서로 통지하기 위해서, 도 4에 나타낸 바와 같은, 전송 모드를 지정하는 필드(SIGNAL2부 또는 HT－SIGNAL부)를 패킷에 추가하는 방법은, 간편하지만, 전송 데이터의 추가에 따른 오버헤드나 통신 효율의 저하가 문제로 된다.

여기서, 전술한 바와 같이, SIGNAL부의 RATE 및 Length를 의사적으로 설정하는 경우, 같은 시간을 나타내기 위하여, 위장된 패킷 길이와 레이트의 조합은 복수개 존재한다. 예를 들면, 1200비트를 6Mbps로 송신하는데 필요한 시간과 2400비트를 12Mbps로 송신하는 데는 동등한 시간을 요하므로, 수신국에 있어 레이트로서 어느 쪽을 설정해도 상관없다.

단, 고도 통신국이 제1 통신 방식에서는 대응하지 않는 고속의 전송 레이트를 사용하는 경우에는, 종래국이 제1 해독부를 정확하게 해독 가능하도록, SIGNAL부의 전송 레이트(Rate) 필드에는 제1 통신 방식으로 대응하는 값을 위장해야만 한다. 이 경우, 위장한 전송 레이트(Rate) 값에 맞추어, 원하는 듀레이션 값을 얻을 수 있도록, 패킷 길이(Length) 값을 조정하여 위장해야만 한다.

도 3에 나타낸 예에서는, 제1 해독부인 SIGNAL부에 위장 플래그가 설정되어 있는 경우에는, 고도 통신국은 SIGNAL부의 Rate의 정보는 위장되어 있는 것으로서 파기한다. 이것에 대하여, 도 4에 나타낸 예에서는, SIGNAL2부에 기재되어 있는 실제의 레이트의 정보를 이용하고, 다음에, 오는 고도 변조 방식이 어느 모드로 오는지를 나타낼 수가 있다.

도 5에는, IEEE 802.11a에 있어서의 레이트 필드의 기술예를 나타내고 있다. 도시한 바와 같이, IEEE 802.11a에서는 6Mbps, 9Mbps, 12Mbps, 18Mbps, 24Mbps, 36Mbps, 48Mbps, 54Mbps의 8개의 전송 레이트가 설정되지만, 레이트 필드에서는 4비트를 사용하여 전송 레이트를 표현하여 있다. 위장 플래그가 설정되어 있는 경우에는, 이와 같은 규격상의 레이트 필드의 정의를, 실제로의 고속 전송 모드의 지정에 할당할 수 있다. 도 5에 나타낸 예에서는, 레이트 필드는 4비트이지만, LSB는 모두 1에 설정되어 있으므로, 3비트 즉 8가지의 모드의 지정이 가능하다. 또한, 종래 규격인 IEEE 802.11b에서는 설정 가능한 패킷 길이(Length)의 상한이 있는 것으로부터, 위장을 위해 상위 레이트를 이용하면 길이 필드가 족하고 두, 패킷 길이(Length)/레이트(Rate)로는 충분한 듀레이션의 값을 확보할 수 없게 된다(즉, 긴 기간의 NAV를 위장할 수 없다)라는 문제가 있다. 그러므로, 현실적으로는, 6Mbps, 9Mbps, 12Mbps, 18Mbps의 4개를 고속 전송 모드의 지정에 이용하는 것으로 하여, 큰 값의 듀레이션(=패킷 길이(Length)/레이트(Rate))을 취할 수 있도록 한다. 상한을 초과하는 길이를 설정해 버리면, 그 정보를 에러로서 인식하고, 파기하여 버릴 종래국이 존재할 가능성이 있으므로, 이 규정을 설치한다(IEEE 802.11a에서는 Length 정보를 비트로 나타내고, IEEE 802.11b에서는 Length 정보를 시간으 로 나타낸다).

그리고, IEEE 802.11n)에서는 고속 전송으로서 MIMO(Multi－Input Multi－Output) 통신을 이용한 시스템이나 통신 이용 대역을 확대한 방식이 상정되므로 MIMO 통신으로 이용하는 안테나 개수와 통신 이용 대역의 편성에 의해 복수의 전송 모드가 존재할 수 있다. 이와 같은 경우, 전술한 어느 하나의 방법에 의해, 고도 통신국 사이에서 전송 모드를 서로 통지하도록 하면 된다.

여기서, MIMO 통신이란, 송신기 측과 수신기 측의 양쪽에 있어서 복수의 안테나 소자를 구비하고, 공간 분할 다중, 즉 복수의 논리적으로 독립된 전송로를 실현하는 것으로, 전송 용량의 확대를 도모하여 통신 속도 향상을 달성하는 기술이다. 공간 분할 다중을 이용하므로, 주파수 이용은 효율적으로 된다.

이어서, 본 실시예에 관한 무선 네트워크에 있어서의, 무선 통신 장치(100)의 수신 처리 스텝에 대하여 설명한다.

도 6에는, 무선 통신 장치(100)가 종래국으로서 동작하는 경우의 수신 처리 스텝을 플로차트의 형식으로 나타내고 있다. 이와 같은 처리 스텝은, 실제로는, 중앙 제어부(103)가 정보 기억부(113)에 저장되어 있는 실행 명령 프로그램을 실행한다는 형태로 실현된다.

PLCP 프리앰블부를 스텝 S1에서 수신하면, 이어서, PHY층의 SIGNAL부를 스텝 S에서 수신한다.

그리고, 스텝 S3에서, SIGNAL부에 기록되어 있는 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 해독하고, (패킷 길이)/(전송 레이트)로 결정되는 수신 기간 을 산출한다.

이어서, 스텝 S4에서, SIGNAL부의 RATE로 지정되는 전송 레이트에 의해, MAC 헤더 부분을 수신한다. 여기서, 스텝 S5에서, MAC 헤더에 의해 수신처 어드레스를 해독 가능한 경우에는, 스텝 S6에서, 수신처 어드레스와 자국 어드레스를 비교한다. 그리고, 스텝 S7에서, 어드레스가 일치하는 경우에는, SIGNAL부의 Length로 지정되고 패킷 길이분만큼 수신 처리를 행한다.

또, 스텝 S6에서, 수신처 어드레스와 자국 어드레스가 일치하지 않는 경우에는, 스텝 S8에서, (패킷 길이)/(전송 레이트)로 결정되는 듀레이션의 기간만큼 NAV를 세워 송신을 대기한다.

또, 스텝 S5에서, MAC 헤더에 의해 수신처 어드레스를 해독할 수 없는 경우에는, 스텝 S7에서, SIGNAL부의 Length로 지정되는 패킷 길이분 만큼 수신 처리를 행한다.

또, 도 7에는, 무선 통신 장치(100)가 고도 통신국으로서 동작하는 경우의 수신 처리 스텝을 플로차트의 형식으로 나타내고 있다. 이와 같은 처리 스텝은, 실제로는, 중앙 제어부(103)가 정보 기억부(113)에 저장되어 있는 실행 명령 프로그램을 실행한다는 형태로 실현된다.

스텝 S11에서, PLCP 프리앰블부를 수신하면, 이어서, 스텝 S12에서, PHY층의 SIGNAL부를 수신한다.

그리고, 스텝 S13에서, 예를 들면, Reserve 필드의 위장 플래그를 참조하고, SIGNAL부에 기록되어 있는 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보가 위장되 어 있는지 여부를 판정한다.

또는, 스텝 S13에서, SIGNAL부에 이어서, SIGNAL2부가 설치되어 있는 여부를 판정함으로써, SIGNAL부에 기록되어 있는 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보가 위장되어 있는지 여부를 판정한다. 이 경우, SIGNAL부에서 기재되어 있는 가지의 변조 방식(전송 레이트)에서 이후의 신호를 복조하는데 병행하여, 고도 통신국끼리에서는 기존이지만 제1 통신국에는 알려져 있지 않은 변조 방식에 의해 SIGNAL2부의 복조를 시도한다. 그리고, 후자로 해독할 수 있는 것에 의해, SIGNAL부가 위장되어 있는 것을 인식할 수 있다.

여기서, 위장 플래그가 설정되어 있지 않은 경우에는, 패킷은 종래국이 수신 가능한 전송 레이트로 송신되어 있는 것이 인식된다. 스텝 S14에서, 그래서, SIGNAL부에 기록되어 있는 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 해독하고, (패킷 길이)/(전송 레이트)로 결정되는 수신 기간을 산출한다.

이어서, 스텝 S15에서, SIGNAL부의 RATE로 지정되는 전송 레이트에 의해, MAC 헤더 부분을 수신한다. 여기서, 스텝 S16에서, MAC 헤더에 의해 수신처 어드레스를 해독 가능한 경우에는, 스텝 S17에서, 수신처 어드레스와 자국 어드레스를 비교한다. 스텝 S18에서, 그리고, 어드레스가 일치하는 경우에는, SIGNAL부의 Length로 지정되는 패킷 길이분 만큼 수신 처리를 행한다.

또, 스텝 S17에서, 수신처 어드레스와 자국 어드레스가 일치하지 않는 경우에는, 스텝 S19에서, MAC 헤더로 지정되는 듀레이션의 기간만큼 NAV를 세워 송신을 대기한다.

또, 스텝 S16에서, MAC 헤더에 의해 수신처 어드레스를 해독할 수 없는 경우에는, 스텝 S18에서, SIGNAL부의 Length로 지정되는 패킷 길이분 만큼 수신 처리를 행한다.

한편, 스텝 S13에서, SIGNAL부에서 위장 플래그가 설정되어 있거나, 또는 SIGNAL2부에만 설치되어 있는 것에 의해, 패킷의 제2 해독부가 고도 통신국만이 수신 가능한 전송 레이트로 송신되어 있는 것으로 판단되었을 경우에는, 스텝 S20에서, 고속의 전송 모드로 이행하고, 스텝 S15에서, MAC 헤더 부분을 수신한다. 예를 들면, SIGNAL2부에 기재되어 있는 실제의 레이트 및 실제의 길이에 따라 수신 처리한다.

여기서, 스텝 S16에서, MAC 헤더에 의해 수신처 어드레스를 해독 가능한 경우에는, 스텝 S17에서, 수신처 어드레스와 자국 어드레스를 비교한다. 그리고, 스텝 S18에서, 어드레스가 일치하는 경우에는, SIGNAL부의 길이로 지정되는 패킷 길이분 만큼 수신 처리를 행한다.

또, 스텝 S17에서, 수신처 어드레스와 자국 어드레스가 일치하지 않는 경우에는, 스텝 S19에서, (패킷 길이)/(전송 레이트)로 결정되는 듀레이션의 기간만큼 NAV를 세워 송신을 대기한다.

마지막으로, 본 실시예에 관한 무선 네트워크에 있어서의 통신 동작에 대하여 설명한다. 이 무선 네트워크에서는, 종래의 IEEE 802.11b에 따르는 종래국과 같은 대역을 사용하는 고속판의 규격에 상당하는 IEEE 802.11g에 준거하는 고도 통신국이 혼재하여 동작한다.

도 8에는, CSMA/CA에 따른 통신 동작예를 나타내고 있다. 도시한 예에서는, 통신 환경하에 4대의 통신국＃0~#3이 존재하고, 이 중 통신국＃0과 통신국#2가 고도 통신국이며, 통신국#2와 통신국#3이 종래국인 것으로 한다.

송신 데이터를 가지는 각 통신국은, 마지막에 패킷을 검출하고 나서 소정의 프레임 간격 DIFS 만큼 미디어 상태를 감시하고, 이 사이에 미디어가 클리어, 즉 송신 신호가 존재하지 않으면, 랜덤 백 오프를 행하고, 또한 이 사이에도 송신 신호가 존재하지 않는 경우에, 송신 권리가 부여된다. 도시한 예에서는, 다른 주변국보다 짧은 랜덤 백 오프를 설정한 통신국＃0이 송신 권리를 획득하고, 동일하게 고도 통신국로서의 통신국#1에 대한 데이터 송신을 개시할 수 있다.

이 데이터 송신에 즈음하여, 송신원의 통신국＃0은, PHY 헤더에 상당하는 제1 해독부를 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식으로 송신하는 동시에, MAC 프레임에 상당하는 제2 해독부를 고도 통신국만이 수신 가능한 제2 통신 방식으로 송신한다. 그리고, PHY 헤더의 SIGNAL부에 있어서, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 통신을 정지하고 싶은 ACK 패킷까지의 듀레이션과 동등하게, 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 위장한다.

또는, 송신원의 통신국＃0은, PHY 헤더 중의 SIGNAL부를 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식으로 송신하고, 이어서, 고도 통신국끼리에서는 기존이지만 제1 통신국에는 알려져 있지 않은 변조 방식에 의해 변조한 SIGNAL2부를 송신한 후, MAC 프레임에 상당하는 제2 해독부를 고도 통신국만이 수신 가능한 제2 통신 방식으로 송신한다. 그리고, PHY 헤더의 SIGNAL부에 있어서, (패킷 길이)/(레이 트)의 값이 통신을 정지하고 싶은 ACK 패킷까지의 듀레이션과 동등하게, 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 위장한다.

종래국로서의 통신국#2 및 통신국#3은, 통신국＃0으로부터의 패킷의 SIGNAL부를 들을 수가 있어 실제와는 상이한 패킷 길이와 전송 레이트를 설정하고, ACK 패킷의 송신이 종료되는 듀레이션에 상당한 시간만큼 수신을 행한다. 통신국＃0으로부터의 데이터 패킷은 이 (패킷 길이)/(레이트)분 송신되는 것은 없지만, 통신국#2 및 통신국#3은 수신을 시도하는 것으로, 송신을 개시하지 않고, 결과적으로 송신을 억제하게 된다. 또, 이 레이트 및 패킷 길이는 그 패킷이 실제로 송신되어 있는 것과 상이하므로, 정상적으로 해독할 수 없게, 통신국#2 및 통신국#3은, 이 패킷을 파기한다.

또, SIGNAL부의 예비 영역(Reserve)에는, SIGNAL부의 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보가 위장되어 있는 것을 나타내는 위장 플래그가 설정되어 있다. 이 경우, 레이트 및 길이의 조합에 의해, MAC 프레임의 통신 모드 즉 실제의 전송 레이트(True Rate) 및 실제의 패킷 길이(True Length)을 나타낸다. 또는, SIGNAL2부를 설치함으로써, SIGNAL부의 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보가 위장되어 있는 것을 나타내고, MAC 프레임의 실제의 전송 레이트(True Rate) 및 실제의 패킷 길이(True Length)을 기재한다.

통신 상대로 되는 통신국#1은, 고도 통신국이며, 위장 플래그를 기초로 SIGNAL부의 패킷 길이 및 레이트의 정보가 위장되어 있는 것을 검지한다. 또는, SIGNAL2부를 해독할 수 있는 것에 의해, SIGNAL부의 패킷 길이 및 레이트의 정보가 위장되어 있는 것을 검지한다. 그리고, 위장을 검지했던 것에 응답하여, SIGNAL부의 수신 결과를 파기한다. 그리고, 계속되는 제2 해독부로서의 MAC 프레임을, SIGNAL부 또는 SIGNAL2부에서 나타낸 전송 레이트에 의해 수신하고, MAC 헤더에 기재되어 있는 듀레이션의 기간만큼, 자국앞의 데이터의 수신 동작을 행한다. 그리고, 데이터 수신이 완료하면, 데이터 송신원의 통신국＃0 으로 ACK 패킷을 돌려준다.

이같이 하여, CSMA/CA 방식에 의하면, 경합을 회피하면서 단일의 통신국이 송신 권리를 획득하는 동시에 데이터 통신 동작의 기간 중에는 주변국이 데이터 송신 동작을 정지함으로써 충돌을 회피할 수 있다. 또, 은폐 단말기 문제가 없으면, 도시한 바와 같이 RTS/CTS 스텝을 거치지 않아도 주변국이 NAV를 세워 충돌을 회피할 수 있는 것으로부터, 오버헤드를 저감할 수 있다.

도 9에는, RTS/CTS에 따른 통신 동작예를 나타내고 있다. 도시한 예에서는, 통신 환경하에 4대의 통신국＃0~#3이 존재하고, 이 중 통신국＃0과 통신국#2가 고도 통신국이며, 통신국#2과 통신국#3이 종래국인 것으로 한다.

각각의 통신국은 이하와 같은 통신 상태에 있다. 즉, 통신국#2는 인접하는 통신국＃0과 통신 가능하며, 통신국＃0은 인접하는 통신국#1, #2과 통신 가능하며, 통신국#1은 인접하는 통신국＃0, #3과 통신 가능하며, 통신국#3은 인접하는 통신국#1과 통신 가능한 상태에 있다. 또한, 통신국#2는 통신국#1에 있어 은폐 단말기로 되고, 통신국#3은 통신국＃0에 있어 은폐 단말기로 되어 있다.

송신 데이터를 가지는 각 통신국은, 마지막에 패킷을 검출하고 나서 소정의 프레임 간격 DIFS 만큼 미디어 상태를 감시하고, 이 사이에 미디어가 클리어, 즉 송신 신호가 존재하지 않으면, 랜덤 백 오프를 행하고, 또한 이 사이에도 송신 신호가 존재하지 않는 경우에, 송신 권리가 부여된다. 도시한 예에서는, 프레임 간격 DIFS의 뒤, 다른 주변국보다 짧은 랜덤 백 오프를 설정한 통신국＃0이 송신 권리를 획득하고, 통신국#1에 대한 데이터 송신을 개시할 수 있다.

즉, 데이터를 송신하는 통신국＃0으로부터 통신국#1에 송신 요구 패킷(RTS)이 송신된다. 이것에 대하여, 수신처로 되는 통신국#1은, 보다 짧은 프레임 간격 SIFS(ShortIFS)로, 통신국＃0에 확인 통지(CTS)를 반송한다.

여기서, 통신국＃0은, RTS 패킷의 송신에 즈음하여, PHY 헤더에 상당하는 제1 해독부를 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식으로 송신하는 동시에, MAC 프레임에 상당하는 제2 해독부를 고도 통신국만이 수신 가능한 제2 통신 방식으로 송신한다. 그리고, PHY 헤더의 SIGNAL부에 있어서, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 통신을 정지하고 싶은 ACK 패킷까지의 듀레이션과 동등하게, 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 위장한다.

또는, 송신원의 통신국＃0은, PHY 헤더 중의 SIGNAL부를 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식으로 송신하고, 이어서, 고도 통신국끼리에서는 기존이지만 제1 통신국에는 알려져 있지 않은 변조 방식에 의해 변조한 SIGNAL2부를 송신한 후, MAC 프레임에 상당하는 제2 해독부를 고도 통신국만이 수신 가능한 제2 통신 방식으로 송신한다. 그리고, PHY 헤더의 SIGNAL부에 있어서, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 통신을 정지하고 싶은 ACK 패킷까지의 듀레이션과 동등하게, 전송 레이 트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 위장한다.

종래국로서의 통신국#2는, 통신국＃0으로부터의 RTS 패킷의 SIGNAL부를 들을 수가 있어 실제와는 상이한 패킷 길이와 전송 레이트를 설정하고, (패킷 길이)/(레이트) 상당한 시간만큼 수신 동작을 행한다. 통신국＃0으로부터의 RTS 패킷은 이 (패킷 길이)/(레이트)분 송신되는 것은 없지만, 통신국#2는 이 기간만큼 수신을 시도하는 것으로, 송신을 개시하지 않고, 결과적으로 ACK 패킷의 송신이 끝날 때까지는 송신을 억제하게 된다. 또, 이 레이트 및 패킷 길이는 그 패킷이 실제로 송신되어 있는 것과 상이하므로, 정상적으로 해독할 수 없어, 통신국#2는, 이 이후 제2 통신 방식으로 송신되는 패킷을 파기한다.

또, 수신처의 통신국#1은, CTS 패킷의 송신에 즈음하여, PHY 헤더에 상당하는 제1 해독부를 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식으로 송신하는 동시에, MAC 프레임에 상당하는 제2 해독부를 고도 통신국만이 수신 가능한 제2 통신 방식으로 송신한다. 그리고, PHY 헤더의 SIGNAL부에 있어서, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 통신을 정지하고 싶은 ACK 패킷까지의 듀레이션과 동등하게, 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 위장한다.

또는, 수신처의 통신국#1은, PHY 헤더 중의 SIGNAL부를 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식으로 송신하고, 이어서, 고도 통신국끼리에서는 기존이지만 제1 통신국에는 알려져 있지 않은 변조 방식에 의해 변조한 SIGNAL2부를 송신한 후, MAC 프레임에 상당하는 제2 해독부를 고도 통신국만이 수신 가능한 제2 통신 방식으로 송신한다. 그리고, PHY 헤더의 SIGNAL부에 있어서, (패킷 길이)/(레이 트)의 값이 통신을 정지하고 싶은 ACK 패킷까지의 듀레이션과 동등하게, 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 위장한다.

종래국로서의 통신국#3은, 통신국#1으로부터의 CTS 패킷의 SIGNAL부를 들을 수가 있어 실제와는 상이한 패킷 길이와 전송 레이트를 설정하고, ACK 패킷의 송신이 종료되는 Duration 상당한 시간만큼 수신을 행한다. 통신국#1으로부터의 CTS 패킷은 이 (패킷 길이)/(레이트)분 송신되지 않지만, 통신국#3은 이 기간만큼 수신을 시도하는 것으로, 송신을 개시하지 않고, 결과적으로 ACK 패킷의 송신이 끝날 때까지는 송신을 억제한다. 또, 이 레이트 및 패킷 길이는 그 패킷이 실제로 송신되어 있는 것과 상이하므로, 정상적으로 해독할 수 없게, 통신국#3은, 이 이후 제2 통신 방식으로 송신되는 패킷을 파기한다.

그리고, 통신국＃0은, CTS 패킷을 수신한 것에 응답하고, 프레임 간격 SIFS로 데이터 패킷의 송신을 개시한다.

이 데이터 송신에 즈음하여, 송신원의 통신국＃0은, PHY 헤더에 상당하는 제1 해독부를 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식으로 송신하는 동시에, MAC 프레임에 상당하는 제2 해독부를 고도 통신국만이 수신 가능한 제2 통신 방식으로 송신한다. 그리고, PHY 헤더의 SIGNAL부에 있어서, 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 위장하는 동시에 위장되어 있는 것을 나타내는 위장 플래그가 설정되어 있다.

또는, 송신원의 통신국＃0은, PHY 헤더 중의 SIGNAL부를 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식으로 송신하고, 이어서, 고도 통신국끼리에서는 기존이지만 제1 통신국에는 알려져 있지 않은 변조 방식에 의해 변조한 SIGNAL2부를 송신한 후, MAC 프레임에 상당하는 제2 해독부를 고도 통신국만이 수신 가능한 제2 통신 방식으로 송신한다. 그리고, PHY 헤더의 SIGNAL부에 있어서, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 통신을 정지하고 싶은 ACK 패킷까지의 듀레이션과 동등하게, 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 위장한다.

통신국#1은, 위장 플래그를 기초로 SIGNAL부의 패킷 길이 및 레이트의 정보가 위장되어 있는 것을 검지한다. 또는, SIGNAL2부를 해독할 수 있던 것에 의해, SIGNAL부의 패킷 길이 및 레이트의 정보가 위장되어 있는 것을 검지한다. 그리고, 위장을 검지했던 것에 응답하여, SIGNAL부의 수신 결과를 파기한다. 그리고, 계속되는 제2 해독부로서의 MAC 프레임을 SIGNAL부 또는 SIGNAL2부에서 나타낸 전송 레이트에 의해 수신하고, MAC 헤더에 기재되어 있는 듀레이션의 기간만큼, 자국 앞의 데이터의 수신 동작을 행한다. 그리고, 통신국#1은, 통신국＃0으로부터의 데이터 패킷의 수신이 완료하면, 프레임 간격 SIFS로 ACK 패킷을 돌려준다.

이와 같이, 은폐 단말기는 RTS 또는 CTS 중 적어도 한쪽을 수신하면, RTS/CTS 수속에 따른 데이터 전송이 행해진다고 예상되는 기간만큼 자국의 송신 정지 기간을 설정하므로, 충돌을 회피할 수 있다. 단, 도 9에 나타낸 예에서는, RTS/CTS 스텝의 종료에 이를 때까지의 기간(즉 ACK까지의 기간)을 듀레이션으로서 지정한 경우, RTS/CTS 스텝이 도중에 파탄했을 때라도 주변국은 최후까지 대기하지 않으면 안 되므로, 통신 자원을 낭비하게 된다.

그래서, ShortNAV라고 하는 구조도 고려된다. ShortNAV에서는, RTS, CTS, 데이터의 각 패킷에서는, 다음의 패킷의 마지막까지만 듀레이션으로서 확보하지 않는다. 예를 들면, RTS 패킷에서는 CTS 패킷의 마지막까지, CTS 패킷에서는 데이터 패킷의 마지막까지, 데이터 패킷에서는 ACK 패킷의 마지막까지를, 각각 듀레이션으로서 확보한다. 따라서, RTS/CTS 스텝이 도중에 파탄했을 때라도 주변국은 최후까지 대기할 필요가 없어진다.

도 10에는, ShortNAV를 이용한 RTS/CTS에 따른 통신 동작예를 나타내고 있다. 단, 동 도면에 나타낸 예에서는 도 9의 경우와 마찬가지의 통신 환경을 상정한다.

송신 데이터를 가지는 각 통신국은, 마지막에 패킷을 검출하고 나서 소정의 프레임 간격 DIFS 만큼 미디어 상태를 감시하고, 이 사이에 미디어가 클리어, 즉 송신 신호가 존재하지 않으면, 랜덤 백 오프를 행하고, 또한 이 사이에도 송신 신호가 존재하지 않는 경우에, 송신 권리가 부여된다. 도시한 예에서는, 프레임 간격 DIFS의 뒤, 다른 주변국 보다 짧은 랜덤 백 오프를 설정한 통신국＃0이 송신 권리를 획득하고, 통신국#1에 대한 데이터 송신을 개시할 수 있다.

즉, 데이터를 송신하는 통신국＃0으로부터 통신국#1에 송신 요구 패킷(RTS)이 송신된다. 이것에 대하여, 수신처로 되는 통신국#1은, 보다 짧은 프레임 간격 SIFS(ShortIFS)으로, 통신국＃0에 확인 통지(CTS)를 반송한다.

여기서, 통신국＃0은, RTS 패킷의 송신에 즈음하여, PHY 헤더에 상당하는 제1 해독부를 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식으로 송신하는 동시에, MAC 프레임에 상당하는 제2 해독부를 고도 통신국만이 수신 가능한 제2 통신 방식으로 송신한다. 그리고, PHY 헤더의 SIGNAL부에 있어서, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 CTS 패킷까지의 듀레이션과 동등하게, 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 위장한다.

또는, 송신원의 통신국＃0은, PHY 헤더 중의 SIGNAL부를 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식으로 송신하고, 이어서, 고도 통신국끼리에서는 기존이지만 제1 통신국에는 알려져 있지 않은 변조 방식에 의해 변조한 SIGNAL2부를 송신한 후, MAC 프레임에 상당하는 제2 해독부를 고도 통신국만이 수신 가능한 제2 통신 방식으로 송신한다. 그리고, PHY 헤더의 SIGNAL부에 있어서, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 통신을 정지하고 싶은 CTS 패킷까지의 듀레이션과 동등하게, 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 위장한다.

종래국로서의 통신국#2는, 통신국＃0으로부터의 RTS 패킷의 SIGNAL부를 들을 수가 있어 실제와는 상이한 패킷 길이와 전송 레이트를 설정하고, (패킷 길이)/(레이트) 상당한 시간만큼 수신 동작을 행한다. 통신국＃0으로부터의 RTS 패킷은 이 (패킷 길이)/(레이트)분 송신되는 것은 없지만, 통신국#2는 이 기간만큼 수신을 시도하는 것으로, 송신을 개시하지 않고, 결과적으로 CTS 패킷의 송신이 끝날 때까지는 송신을 억제한다. 또, 이 레이트 및 패킷 길이는 그 패킷이 실제로 송신되어 있는 것과 상이하므로, 정상적으로 해독할 수 없고, 통신국#2는, 이 이후 제2 통신 방식으로 송신되는 패킷을 파기한다.

또, 수신처의 통신국#1은, CTS 패킷의 송신에 즈음하여, PHY 헤더에 상당하는 제1 해독부를 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식으로 송신하는 동시에, MAC 프레임에 상당하는 제2 해독부를 고도 통신국만이 수신 가능한 제2 통신 방식으로 송신한다. 그리고, PHY 헤더의 SIGNAL부에 있어서, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 데이터 패킷까지의 듀레이션과 동등하게, 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 위장한다.

또는, 수신처의 통신국#1은, PHY 헤더 중의 SIGNAL부를 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식으로 송신하고, 이어서, 고도 통신국끼리에서는 기존이지만 제1 통신국에는 알려져 있지 않은 변조 방식에 의해 변조한 SIGNAL2부를 송신한 후, MAC 프레임에 상당하는 제2 해독부를 고도 통신국만이 수신 가능한 제2 통신 방식으로 송신한다. 그리고, PHY 헤더의 SIGNAL부에 있어서, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 통신을 정지하고 싶은 데이터 패킷까지의 듀레이션과 동등하게, 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 위장한다.

종래국로서의 통신국#3은, 통신국#1으로부터의 CTS 패킷의 SIGNAL부를 들을 수가 있어 실제와는 상이한 패킷 길이와 전송 레이트를 설정하고, (패킷 길이)/(레이트) 상당한 시간만큼 수신을 행한다. 통신국#1으로부터의 CTS 패킷은 이 (패킷 길이)/(레이트)분 송신되는 것은 없지만, 통신국#3은 이 기간만큼 수신을 시도하는 것으로, 송신을 개시하지 않고, 결과적으로 데이터 패킷의 송신이 끝날 때까지는 송신을 억제한다. 또, 이 레이트 및 패킷 길이는 그 패킷이 실제로 송신되어 있는 것과 상이하므로, 정상적으로 해독할 수 없게, 통신국#3은, 이 이후 제2 통신 방식으로 송신 패킷을 파기한다.

그리고, 통신국＃0은, CTS 패킷을 수신한 것에 응답하고, 프레임 간격 SIFS 로 데이터 패킷의 송신을 개시한다.

이 데이터 송신에 즈음하여, 송신원의 통신국＃0은, PHY 헤더에 상당하는 제1 해독부를 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식으로 송신하는 동시에, MAC 프레임에 상당하는 제2 해독부를 고도 통신국만이 수신 가능한 제2 통신 방식으로 송신한다. 그리고, PHY 헤더의 SIGNAL부에 있어서, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 ACK 패킷까지의 듀레이션과 동등하게, 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 위장하는 동시에 위장되어 있는 것을 나타내는 위장 플래그가 설정되어 있다.

또는, 송신원의 통신국＃0은, PHY 헤더 중의 SIGNAL부를 모든 통신국이 수신 가능한 제1 통신 방식으로 송신하고, 이어서, 고도 통신국끼리에서는 기존이지만 제1 통신국에는 알려져 있지 않은 변조 방식에 의해 변조한 SIGNAL2부를 송신한 후, MAC 프레임에 상당하는 제2 해독부를 고도 통신국만이 수신 가능한 제2 통신 방식으로 송신한다. 그리고, PHY 헤더의 SIGNAL부에 있어서, (패킷 길이)/(레이트)의 값이 통신을 정지하고 싶은 ACK 패킷까지의 듀레이션과 동등하게, 전송 레이트(Rate) 및 패킷 길이(Length) 정보를 위장한다.

종래국로서의 통신국#2는, 통신국＃0으로부터의 RTS 패킷의 SIGNAL부를 들을 수가 있어 실제와는 상이한 패킷 길이와 전송 레이트를 설정하고, (패킷 길이)/(레이트) 상당한 시간만큼 수신 동작을 행한다. 통신국＃0으로부터의 데이터 패킷은 이 (패킷 길이)/(레이트)분 송신되는 것은 없지만, 통신국#2는 이 기간만큼 수신을 시도하는 것으로, 송신을 개시하지 않고, 결과적으로 ACK 패킷의 송신이 끝날 때까지는 송신을 억제한다. 또, 이 레이트 및 패킷 길이는 그 패킷이 실제로 송신되어 있는 것과 상이하므로, 정상적으로 해독할 수 없고, 통신국#2는, 이것 이후 제2 통신 방식으로 송신되는 패킷을 파기한다.

통신국#1은, 위장 플래그를 기초로 SIGNAL부의 패킷 길이 및 레이트의 정보가 위장되어 있는 것을 검지하면, 이들을 파기한다. 그리고, 계속되는 제2 해독부로서의 MAC 프레임을 대응하는 전송 레이트에 의해 수신하고, MAC 헤더에 기재되어 있는 듀레이션의 기간만큼, 자국앞의 데이터의 수신 동작을 행한다. 그리고, 통신국#1은, 통신국＃0으로부터의 데이터 패킷의 수신이 완료하면, 프레임 간격 SIFS로 ACK 패킷을 돌려준다.

이와 같이, 은폐 단말기는 RTS 또는 CTS 중 적어도 한쪽을 수신하면, 다음의 패킷의 전송이 종료할 것으로 예상되는 기간만큼 자국의 송신 정지 기간을 설정하므로, 충돌을 회피할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 고도 통신국은, PHY 헤더의 SIGNAL부의 기재를 위장하고, 고도의 통신 방식으로 트랜잭션이 종료할 때까지 종래국에 송신 정지 기간을 형성함으로써, 호환성을 얻도록 하고 있다. 즉, 고도의 통신 방식으로 대응하지 않는 종래국이 다음의 패킷의 전송이 종료하면 예상되는 기간만큼 송신을 정지함으로써, 충돌이 회피된다.

도 8 및 도 9에 나타낸 예에서는, 제2 통신 방식에 의해 행해지는 통신 스텝에 있어서, ACK 송신이 종료될 때까지의 기간만큼, 종래국이 송신 동작을 정지하도록 SIGNAL부의 기재를 위장한다. 또, MAC 프레임에 있어서 제2 통신 방식에 의해 복수의 통신국과 다중 접속하는 통신 순서에 따라 패킷 송신을 행할 때는, 각각의 상대국으로부터 시분할 다중에 의해 ACK(응답 패킷)의 송신이 행해지지만, 이 경우에도 전술한 구조를 적용할 수 있다. 또, 여기서 말하는 ACK 패킷의 송신에는, ACK 패킷 단독의 경우로 한정되지 않고, 예를 들면, RTS 패킷이나 CTS 패킷, Data 패킷 등 다른 종류의 패킷과 ACK 패킷이 다중되어 송신되는 경우도 포함하는 것으로 한다.

도 17에는, 송신국으로부터의 하나의 송신 패킷에 대하여 복수의 수신국이 시분할로 응답 패킷을 회신하는 통신 동작 시퀀스를 나타내고 있다.

통신국＃0이 송신하는 패킷＃0은, 통신국#1 및 통신국#2로부터 각각 회신을 구하는 것으로 한다. 이 패킷＃0에는, 그들의 응답 패킷이 충돌하지 않도록, 각각 언제 송신하면 되는지를 통신국#1 및 통신국#2에 통지한다.

이 때, 패킷＃0의 SIGNAL부의 (패킷 길이)/(레이트)의 값을 모든 응답 패킷의 수신이 완료하는 시간으로 설정한다. 이로써, 통신국#1 및 통신국#2로부터의 응답 패킷이 수신할 수 없는 거리에 있는 통신국#3이 이 응답을 방해하는 것을 방지할 수 있다. SIGNAL부는 가장 낮은 레이트로 송신되므로, 이와 같은 은폐 단말기를 제외하는데 유효하다.

그리고, 본 출원인에게 이미 양도되어 있는 특원 2003-297919호 명세서에는, 송신국이 복수의 수신국에 맞힌 데이터 프레임을 공간 분할 다중 접속(SDMA)에 의해 송신하는데 대하여, 각 수신국으로부터는 시분할 다중에 의해 ACK가 회신되고 통신 시스템에 대하여 개시되어 있다.

이상, 특정한 실시예를 참조하면서, 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 당업자가 상기 실시예의 수정이나 대용을 해낼 수 있는 것은 자명하다. 즉, 예시라는 형태로 본 발명을 개시한 것이며, 본 명세서의 기재 내용을 한정적으로 해석해서는 안 된다. 본 발명의 요지를 판단하기 위해서는, 특허 청구의 범위를 참작해야한다.

본 출원은 2004년 7월 2일, 일본특허청에 출원된 일본 우선권 제2004-196837호의 우선권을 주장하는 바이며, 상기 문헌은 본 명세서에 원용된다.

Claims (51)

1. 제1 통신 방식으로 동작하는 제1 통신국과 제1 통신 방식 및 복수의 통신 모드를 포함하는 제2 통신 방식의 양쪽으로 동작 가능한 제2 통신국이 공존하는 무선 통신 시스템에 있어서,

   상기 제2 통신국은, 패킷 길이와 패킷의 전송 레이트에 관한 정보를 포함하고 상기 제1 통신 방식으로 수신 가능한 제1 해독부와, 제2 통신 방식으로 수신 가능한 제2 해독부와, 제2 통신국이 해독할 수 있는 기지(旣知)의 제2 통신 방식 해독부로 구성되고, 상기 제2 통신 방식 해독부에서 통신 모드를 표현한 패킷을 송신하고,

   패킷을 수신한 각 통신국은, 제1 해독부를 해독하여 얻어지는 해당 패킷 길이와 해당 패킷의 전송 레이트를 기초로, (패킷 길이)÷(전송 레이트)를 산출하여 해당 패킷의 수신 시간을 얻는,

   무선 통신 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 제1 통신 방식과 제2 통신 방식이 존재할 가능성이 있는 무선 통신 환경하에서 동작하는 무선 통신 장치로서,

    상기 제1 통신 방식 및 제2 통신 방식에 의한 무선 데이터를 채널 상에서 송수신하는 통신부와,

    제1 해독부와 제2 해독부를 구비한 송신 패킷을 생성하는 패킷 생성부와,

    다른 국으로부터의 수신 패킷을 해석하는 패킷 해석부와,

    통신 동작을 제어하는 제어부

    를 구비하고,

    상기 패킷 생성부는, 해당 패킷의 송신을 포함하는 통신 순서를 위해 다른 국의 통신 동작을 정지하고 싶은 기간(Duration)에 상당하는 기간을 (패킷 길이)÷(전송 레이트)로 나타내도록, 위장한 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보를 제1 해독부에 기재하고,

    상기 제어부는, 송신 패킷의 제1 해독부를 제1 통신 방식으로 송신하고, 송신 패킷의 제2 해독부를 제2 통신 방식으로 송신하는,

    무선 통신 장치.
18. 제1 통신 방식과 제2 통신 방식이 존재할 가능성이 있는 무선 통신 환경하에서 동작하는 무선 통신 장치로서,

    상기 제1 통신 방식 및 제2 통신 방식에 의한 무선 데이터를 채널 상에서 송수신하는 통신부와,

    제1 해독부와 제2 해독부를 구비한 송신 패킷을 생성하는 패킷 생성부와,

    다른 국으로부터의 수신 패킷을 해석하는 패킷 해석부와,

    통신 동작을 제어하는 제어부

    를 구비하고,

    상기 패킷 생성부는, 해당 패킷의 송신을 포함하는 통신 순서에 있어서 ACK 송신이 종료되기까지의 기간을 (패킷 길이)÷(전송 레이트)로 나타내도록, 위장한 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보를 제1 해독부에 기재하고,

    상기 제어부는, 송신 패킷의 제1 해독부를 제1 통신 방식으로 송신하고, 송신 패킷의 제2 해독부를 제2 통신 방식으로 송신하는,

    무선 통신 장치.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서,

    수신 패킷의 제1 해독부를 제1 통신 방식으로 수신 및 해석하고, 수신 패킷의 제2 해독부를 제2 통신 방식으로 수신 및 해석하는, 무선 통신 장치.
20. 제18항에 있어서,

    상기 제2 해독부에 있어서 복수의 통신국과 다중 접속하는 통신 순서에 의하여 패킷 송신을 행하는 경우에는, 상기 패킷 생성부는, 패킷을 수신한 제1 통신국이, 각상대국으로부터 시분할 다중에 의해 행해지는 ACK 송신이 종료되기까지의 기간만 통신 동작을 정지하도록, 제1 해독부 내에서 위장적인 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보를 기술하는, 무선 통신 장치.
21. 제17항 또는 제18항에 있어서,

    상기 패킷 생성부는, 상기 제1 해독부 내에 위장적인 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보를 기술했는지 여부를, 제2 통신 방식에서 동작 가능한 제2 통신국은 해독할 수 있지만 제1 통신 방식으로 동작하는 제1 통신국은 해독할 수 없는 형식으로 패킷 내에 기재하는, 무선 통신 장치.
22. 제21항에 있어서,

    상기 패킷 생성부는, 위장적인 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보를 기술했는지 여부를 상기 제1 해독부 내에서 나타내는, 무선 통신 장치.
23. 제17항 또는 제18항에 있어서,

    상기 패킷 해석부가 다른 국으로부터 수신한 패킷의 제1 해독부를 해독한 결과, 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보가 위장적인 것으로 판명되는 경우에는, 상기 제어부는 제2 통신 방식으로 전환하여 해당 패킷의 나머지 부분의 수신 동작을 행하는, 무선 통신 장치.
24. 제17항 또는 제18항에 있어서,

    상기 제2 통신 방식은 복수의 통신 모드를 포함하고,

    상기 패킷 생성부는, 상기 제2 통신국을 해독할 수 있는 기지(旣知)의 제2 통신 방식 해독부를 패킷 내에 설치하고, 상기 제2 통신 방식 해독부에서 통신 모드를 표현하는, 무선 통신 장치.
25. 제24항에 있어서,

    상기 제어부는, 제2 통신 방식 해독부를, 제2 통신 방식에서 동작 가능한 제2 통신국은 해독할 수 있지만 제1 통신 방식으로 동작하는 제1 통신국은 해독할 수 없는 통신 방식에 의하여 송신하는, 무선 통신 장치.
26. 제24항에 있어서,

    상기 패킷 생성부는, 패킷 내에서 상기 제2 통신 방식 해독부를 제2 해독부보다 앞에 배치하고, 제1 해독부 내에 있어서 제1 통신국을 위한 위장적인 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보를 기재한 경우에는, 제2 해독부에 있어서 실제의 패킷 길이 및 전송 레이트에 관한 정보를 제2 통신 방식 해독부 내에 기재하는, 무선 통신 장치.
27. 제26항에 있어서,

    패킷을 수신한 때, 상기 제어부는 수신한 패킷의 제2 통신 방식 해독부 내에 기재되어 있는 패킷 길이 및 전송 레이트에 관한 정보에 기초하여 제2 해독부의 수신 동작을 행하는, 무선 통신 장치.
28. 제26항에 있어서,

    패킷을 수신한 때, 상기 제어부는 수신한 패킷의 제2 통신 방식 해독부 내에 기재되어 있는 패킷 길이 및 전송 레이트에 관한 정보에 기초하여 제2 해독부의 수신 동작을 시도해 보고, 제2 해독부가 해독 불가능한 경우에는, 제1 해독부 내에 기재되어 있는 위장적인 패킷 길이 및 전송 레이트로부터 얻어지는 시간과 제2 통신 방식 해독부 내에 기재되어 있는 패킷 및 전송 레이트로부터 얻어지는 시간과의 차분을 취하고, 소정의 시간 패킷의 송신을 억제하는, 무선 통신 장치.
29. 제23항에 있어서,

    패킷을 수신한 때, 상기 제어부는, 상기 제1 통신국은 해독할 수 없는 통신 방식으로 제2 통신 방식 해독부의 해독을 시도해 보고, 해독할 수 있는 경우에는 얻어진 통신 모드에 따라 제2 해독부의 수신 처리를 행하는, 무선 통신 장치.
30. 제17항 또는 제18항에 있어서,

    상기 제2 통신 방식은 복수의 통신 모드를 포함하고,

    상기 패킷 생성부는, 송신 패킷의 제1 해독부에 있어서, 동일한 통신 정지 기간을 나타내는 패킷 길이와 전송 레이트의 조합을 사용하여 통신 모드를 표현하는, 무선 통신 장치.
31. 제1 통신 방식과 제2 통신 방식이 존재할 가능성이 있는 무선 통신 환경하에서 무선 통신 동작을 행하기 위한 무선 통신 방법으로서,

    패킷 길이와 패킷의 전송 레이트에 관한 정보를 포함하는 제1 해독부와, 제2 해독부로 구성되는 송신 패킷을 생성하는 패킷 생성 스텝과,

    송신 패킷의 제1 해독부를 제1 통신 방식으로 송신하고, 송신 패킷의 제2 해독부를 제2 통신 방식으로 송신하는 패킷 송신 스텝과,

    다른 국으로부터의 수신 패킷의 제1 해독부를 수신 및 해석하는 패킷 수신 스텝과,

    수신 패킷의 제2 해독부를 제2 통신 방식으로 수신 및 해석하는 제2 패킷 수신 스텝

    을 포함하고,

    상기 제2 통신 방식은 복수의 통신 모드를 포함하고,

    상기 패킷 생성 스텝에서는, 해당 통신 순서를 위해 다른 국의 통신 동작을 정지하고 싶은 기간을 (패킷 길이)÷(전송 레이트)로 나타내도록, 제1 해독부 내에서 위장적인 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보를 기술하고, 제2 통신국을 해독할 수 있는 기지(旣知)의 제2 통신 방식 해독부를 패킷 내에 설치하고, 상기 제2 통신 방식 해독부로 통신 모드를 표현하는, 무선 통신 방법.
32. 제1 통신 방식과 제2 통신 방식이 존재할 가능성이 있는 무선 통신 환경하에서 무선 통신 동작을 행하기 위한 처리를 컴퓨터상에서 실행하도록 하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체로서, 상기 컴퓨터를,

    패킷 길이와 패킷의 전송 레이트에 관한 정보를 포함하는 제1 해독부와, 제2 해독부로 구성되는 송신 패킷을 생성하는 패킷 생성 수단과,

    송신 패킷의 제1 해독부를 제1 통신 방식으로 송신하고, 송신 패킷의 제2 해독부를 제2 통신 방식으로 송신하는 패킷 송신 수단과,

    다른 국으로부터의 수신 패킷의 제1 해독부를 수신 및 해석하는 패킷 수신 수단과,

    수신 패킷의 제2 해독부를 제2 통신 방식으로 수신 및 해석하는 제2 패킷 수신 수단

    으로서 기능시키고,

    상기 제2 통신 방식은 복수의 통신 모드를 포함하고,

    상기 패킷 생성 수단에서는, 해당 통신 순서를 위해 다른 국의 통신 동작을 정지하고 싶은 기간을 (패킷 길이)÷(전송 레이트)로 나타내도록, 제1 해독부 내에서 위장적인 패킷 길이 및 전송 레이트의 정보를 기술하고, 제2 통신국이 해독할 수 있는 기지의 제2 통신 방식 해독부를 패킷 내에 설치하고, 상기 제2 통신 방식 해독부에서 통신 모드를 표현하는 컴퓨터 프로그램이 기록된,

    컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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