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技術 無線通信装置および無線通信方法

出願人 株式会社東芝東芝デバイス&ストレージ株式会社
発明者 鍋谷寿久松尾綾子足立朋子青木亜秀
出願日 2019年11月20日 (1年1ヶ月経過) 出願番号 2019-209690
公開日 2020年3月19日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-043588
状態 未査定
技術分野 移動無線通信システム
主要キーワード 所望タイミング ウェアラブルデバイス パワーセーブ動作 外部アダプタ 共通フレーム I信号 電気的消去可能PROM ネットワークストレージ装置
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図面 (20)

課題

複数の無線端末通信する場合に各無線端末への通知を効率的に行う。

解決手段

無線通信システムにおいて、アクセスポイントは、複数の無線端末(1〜4)を指定する情報と、複数の無線端末にそれぞれ割り当てたリソースブロックに関する情報とを含む第1情報を含む通知フレームを送信する。アクセスポイントは、通知フレームを送信した後、複数の無線端末のそれぞれに割り当てたリソースブロックを同時に用いて通信を行う。

概要

背景

複数のチャネルを複数の無線端末割り当て、複数の無線端末宛同時送信もしくは複数の無線端末からの同時受信をするOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)通信を行うことを考える。ここで、OFDMAは、複数の無線端末にチャネル単位で割り当てを行う方式だけでなく、サブキャリア単位で割り当てを行う方式も含めるとする。OFDMA通信で利用する複数のチャネルは、無線通信システムとして利用する全てのチャネルであっても、その一部の複数チャネルであってもよい。

OFDMA通信を行う場合に、アクセスポイントは、複数チャネルの利用効率を高めるように、OFDMAの対象となる無線端末の選定各無線端末への適切なチャネル割り当てを行い、選定した無線端末にそれぞれに割り当てたチャネルを通知する必要がある(チャネル単位での割り当て方式の場合)。この際、選定した無線端末にそれぞれ個別にフレームを送信することで、当該無線端末に割り当てたチャネルを通知することが考えられる。しかしながら、この方法では、オーバーヘッドが大きく、選定する無線端末の数が多くなるほどOFDMA通信の開始までの時間が長くなる。また無線端末にチャネルを割り当てたときのチャネル状況と、OFDMA通信を開始する際のチャネル状況との差が大きくなる可能性があり、所望の通信品質が得られなくなる場合がある。ここで述べたことはチャネル単位での割り当て方式だけでなく、サブキャリア単位での割り当て方式の場合でも同様である。

概要

複数の無線端末と通信する場合に各無線端末への通知を効率的に行う。無線通信システムにおいて、アクセスポイントは、複数の無線端末(1〜4)を指定する情報と、複数の無線端末にそれぞれ割り当てたリソースブロックに関する情報とを含む第1情報を含む通知フレームを送信する。アクセスポイントは、通知フレームを送信した後、複数の無線端末のそれぞれに割り当てたリソースブロックを同時に用いて通信を行う。

目的

本発明の実施形態は、各無線端末への通知を効率的に行うことを目的とする

効果

実績

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牽制数
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請求項1

複数の無線通信装置のそれぞれに、1つ又は複数の周波数リソース割り当てて前記複数の無線通信装置と周波数多重通信する無線通信装置であって、前記複数の無線通信装置を指定する情報と、前記周波数多重通信用に前記複数の無線通信装置に割り当てる複数の前記周波数リソースに関する情報とを含む第1情報を含む第1フレームを、1つの周波数チャネルで送信する送信部を備え、前記複数の無線通信装置に割り当てる複数の前記周波数リソースは、互いに異なり、前記複数の無線通信装置に割り当てた複数の前記周波数リソースを用いて、前記複数の無線通信装置と前記周波数多重通信する無線通信装置。

請求項2

複数の前記周波数リソースに関する情報は、前記複数の無線通信装置に割り当てる複数の前記周波数リソースを識別する情報である請求項1に記載の無線通信装置。

請求項3

前記第1情報は、前記第1フレームの受信後、予め定めた第1時間の経過後に、前記割り当てた周波数リソースで、第2フレームを返信することの指示情報を含む請求項1に記載の無線通信装置。

請求項4

前記第1情報は、前記無線通信装置が前記割り当てられた周波数リソースで送信するフレームのサイズないし時間長に関する条件を指定する情報を含む請求項1に記載の無線通信装置。

請求項5

前記複数の無線通信装置のそれぞれの前記第3情報は、前記複数の無線通信装置のそれぞれの識別情報と、前記複数の無線通信装置のそれぞれに割り当てた前記周波数リソースの識別情報とを含む請求項1に記載の無線通信装置。

請求項6

少なくとも1つのアンテナを備えた、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の無線通信装置。

請求項7

他の無線通信装置によって割り当てられた1つ又は複数の周波数リソースを用いて前記他の無線通信装置と周波数多重通信する複数の無線通信装置のうちの1つの無線通信装置であって、前記複数の無線通信装置を指定する情報と、前記周波数多重通信用に前記複数の無線通信装置に割り当てられた複数の周波数リソースに関する情報とを含む第1情報を含む第1フレームを、1つの周波数チャネルで受信する受信部と、前記第1情報で自装置が指定されている場合に、前記第1情報によって自装置に割り当てられた前記周波数リソースを特定する制御部と、特定した周波数リソースを用いて第2フレームを送信する送信部と、を備え、前記複数の無線通信装置に割り当てられた前記周波数リソースは、互いに異なる無線通信装置。

請求項8

複数の前記周波数リソースに関する情報は、前記複数の無線通信装置に割り当てられた複数の前記周波数リソースを識別する情報である請求項7に記載の無線通信装置。

請求項9

前記第1情報は、前記第1フレームを受信完了から予め定めた第1時間の経過後に前記第2フレームを送信することの指示情報を含み、前記送信部は、前記指示情報に従って、前記第2フレームを、自装置に割り当てられた周波数リソースで送信する請求項7に記載の無線通信装置。

請求項10

前記第1情報は、自装置に割り当てられた周波数リソースで送信するフレームのサイズないし時間長に関する条件を指定する情報を含み、前記送信部は、前記指定された情報に応じて前記第2フレームを送信する請求項7に記載の無線通信装置。

請求項11

少なくとも1つのアンテナを備えた、請求項7ないし10のいずれか一項に記載の無線通信装置。

請求項12

複数の無線通信装置のそれぞれに、1つ又は複数の周波数リソースを割り当て、前記複数の無線通信装置と周波数多重通信する無線通信方法であって、前記複数の無線通信装置を指定する情報と、前記周波数多重通信用に前記複数の無線通信装置に割り当てる複数の周波数リソースに関する情報とを含む第1情報を含む第1フレームを、1つの周波数チャネルで送信し、前記複数の無線通信装置に割り当てる複数の前記周波数リソースは、互いに異なり、前記複数の無線通信装置に割り当てた前記周波数リソースを用いて、前記複数の無線通信装置と前記周波数多重通信する無線通信方法。

請求項13

他の無線通信装置によって割り当てられた1つ又は複数の周波数リソースを用いて前記他の無線通信装置と周波数多重通信する複数の無線通信装置のうちの1つの無線通信装置によって行われる無線通信方法であって、前記複数の無線通信装置を指定する情報と、前記周波数多重通信用に前記複数の無線通信装置に割り当てられた複数の周波数リソースに関する情報とを含む第1情報を含む第1フレームを、1つの周波数チャネルで受信し、前記第1情報で自装置が指定されている場合に、前記第1情報によって自装置に割り当てられた前記周波数リソースを特定し、特定した周波数リソースを用いて第2フレームを送信する無線通信方法。

技術分野

0001

この発明の実施形態は、通信制御装置無線端末メモリーカード集積回路無線通信装置および無線通信方法に関する。

背景技術

0002

複数のチャネルを複数の無線端末に割り当て、複数の無線端末宛同時送信もしくは複数の無線端末からの同時受信をするOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)通信を行うことを考える。ここで、OFDMAは、複数の無線端末にチャネル単位で割り当てを行う方式だけでなく、サブキャリア単位で割り当てを行う方式も含めるとする。OFDMA通信で利用する複数のチャネルは、無線通信システムとして利用する全てのチャネルであっても、その一部の複数チャネルであってもよい。

0003

OFDMA通信を行う場合に、アクセスポイントは、複数チャネルの利用効率を高めるように、OFDMAの対象となる無線端末の選定各無線端末への適切なチャネル割り当てを行い、選定した無線端末にそれぞれに割り当てたチャネルを通知する必要がある(チャネル単位での割り当て方式の場合)。この際、選定した無線端末にそれぞれ個別にフレームを送信することで、当該無線端末に割り当てたチャネルを通知することが考えられる。しかしながら、この方法では、オーバーヘッドが大きく、選定する無線端末の数が多くなるほどOFDMA通信の開始までの時間が長くなる。また無線端末にチャネルを割り当てたときのチャネル状況と、OFDMA通信を開始する際のチャネル状況との差が大きくなる可能性があり、所望の通信品質が得られなくなる場合がある。ここで述べたことはチャネル単位での割り当て方式だけでなく、サブキャリア単位での割り当て方式の場合でも同様である。

先行技術

0004

IEEE Std.802.11acTM−2013
IEEE Std 802.11TM−2012

発明が解決しようとする課題

0005

本発明の実施形態は、各無線端末への通知を効率的に行うことを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明の実施形態としての通信制御装置は、複数の無線通信装置を指定する情報と、前記複数の無線通信装置にそれぞれ割り当てたリソースブロックに関する情報とを含む第1情報を含むフレームを送信し、前記フレームを送信した後、前記複数の無線通信装置のそれぞれに割り当てた前記リソースブロックを同時に用いて通信を行うよう制御する制御部を備える。

図面の簡単な説明

0007

第1の実施形態に係る無線通信システムを示す図。
アクセスポイントおよび各無線端末間の動作シーケンスの第1の例を示す図。
図2に示した動作例において、アクセスポイントおよび各無線端末が送信するフレームをチャネル別に表した図。
通知フレームフォーマット例を示す図。
通知フレームのフレームフォーマットの他の例を示す図。
アクセスポイントおよび各無線端末間の動作シーケンスの第2の例を示す図。
図5に示した動作例において、アクセスポイントおよび各無線端末が送信するフレームをチャネル別に表した図。
アクセスポイントおよび各無線端末間の動作シーケンスの第3の例を示す図。
図7に示した動作例において、アクセスポイントおよび各無線端末が送信するフレームをチャネル別に表した図。
アクセスポイントおよび各無線端末間の動作シーケンスの第4の例を示す図。
図9に示した動作例において、アクセスポイントおよび各無線端末が送信するフレームをチャネル別に表した図。
第1の実施形態に係るアクセスポイントに搭載される無線通信装置の機能ブロック図。
第1の実施形態に係る無線端末に搭載される無線通信装置の機能ブロック図。
第1の実施形態に係るアクセスポイントの動作のフローチャート
第1の実施形態に係る無線端末の動作のフローチャート。
チャネルが連続することの意味を説明する図。
第3の実施形態に係るアクセスポイントに搭載される無線通信装置のハードウェア構成例を示す図。
第3の実施形態に係る無線端末に搭載される無線通信装置のハードウェア構成例を示す図。
第4の実施形態に係る無線端末の斜視図。
第4の実施形態に係るメモリーカードを示す図。
コンテンション期間フレーム交換の一例を示す図。
OFDMAの説明図。

実施例

0008

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。無線LAN規格書して知られているIEEE Std 802.11TM−2012およびIEEE Std
802.11acTM−2013は、本明細書においてその全てが参照によって組み込まれる(incorporated by reference)ものとする。

0009

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る無線通信システムを示す。この無線通信システムは、アクセスポイント(AP)11と無線端末(STA)1、2、3、4とを備え、IEEE802.11規格に従った通信を実行する。ただし、無線通信システムが実行する通信方式は、これに限られず、本発明が実施可能な限り、任意の通信方式が実行可能である。アクセスポイントも無線端末の一形態であり、アクセスポイント11とは、アクセスポイントの機能を有する無線端末であるといえる。

0010

アクセスポイント11は、1つまたは複数のアンテナを備える。図1の例では、アクセスポイント11は、4つのアンテナ12A、12B、12C、12Dを備える。各無線端末1〜4は、それぞれ1つまたは複数のアンテナを備える。図1の例では、各無線端末1〜4は、それぞれ1本のアンテナ1A、2A、3A、4Aを備える。アクセスポイント11に、無線端末1〜4が接続して、1つの無線通信システムもしくは無線通信グループを形成している。接続とは、無線リンク確立した状態を意味しており、アクセスポイント11とのアソシエーションプロセスアソシエーション要求アソシエーション応答送受信等)を経て、通信に必要なパラメータ交換が完了することで、無線リンクが確立される。なお、図1では、無線リンクを確立した無線端末として無線端末1〜4が示されるが、これら以外にも、アクセスポイント11と無線リンクを確立した他の無線端末が存在してもよい。また、アクセスポイント11は、各無線端末との間で形成する無線ネットワークとは別に、有線または無線の別のネットワークにさらに接続されてもよい。アクセスポイント11は、これらネットワーク間の通信や、無線端末間の通信を中継することが可能である。

0011

アクセスポイント11は、所定の周波数帯域内の複数の周波数チャネル(以下、チャネル)をサポートし、これらのチャネルを用いて各無線端末とOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)通信を行う。より詳細に、アクセスポイント11は、各無線端末に1つまたは複数の異なるチャネルを割り当て、これらのチャネルを用いて複数の無線端末と同時にフレームを受信または送信する。アクセスポイント11から各無線端末への送信はダウンリンク送信、各無線端末からアクセスポイント11への送信をアップリンク送信と呼ぶ。本実施形態では、所定周波数帯域内の複数のチャネルとして、周波数の低い側から順に、チャネル1からチャネル8までの8個のチャネルがあるとする。チャネル1〜8の“1〜8”はチャネル番号である。8個のチャネルの関係の詳細については後述する。

0012

なお、アクセスポイント11は、無線通信グループ内のすべての無線端末と同時にOFDMA通信をする必要はなく、無線通信グループ内からOFDMA通信を行う無線端末を選定し、選定した無線端末とOFDMA通信を行うことができる。また、無線通信グループ内にはOFDMA通信に対応していない無線端末(レガシー端末)が存在してもよく、レガシー端末とは従前の方式で通信を行えばよい。OFDMAには、互いに直交するサブキャリアを各無線端末に割り当てて同時に通信するものも含まれるが、本実施形態では、サブキャリアではなく、チャネルベースのOFDMAを対象とする。このようなチャネルベースのOFDMAを、以下では、“MU−MC”(Multi−User Multi−Channel)と呼ぶ。

0013

ただし、複数の端末にサブキャリア単位で割り当てる方式であっても本実施形態は可能である。すなわち、連続した周波数領域内で(例えば20MHチャネル幅や40MHzチャネル幅、80MHzチャネル幅、160MHzチャネル幅内で)1つまたは複数のサブキャリアを一単位とするリソースブロック(サブチャネルリソースユニット周波数ブロックと呼んでも良い)を端末に各々割り当てて、複数無線端末宛て同時送信もしくは複数無線端末からの同時受信をするOFDMA通信でもよい。

0014

例えば、図21に示すように、周波数領域に複数のチャネルが配置されており、1つのチャネルの周波数領域は例えば20MHzである。1つのチャネルの帯域幅の周波数領域または、複数のチャネルを束ねた帯域幅の周波数領域が、それぞれ連続する周波数領域に対応する。連続する周波数領域には、周波数的に連続する複数のサブキャリアが互いに直交して配置されている。1つまたは連続する複数のサブキャリアを一単位とするリソースブロックを、1つまたは複数割り当てる。図21の例では1つのチャネルの周波数領域において、端末1、2、・・・K(Kは2以上の整数)にリソースブロックを割り当てている。端末に各々割り当てたリソースブロックで、複数端末宛て同時送信もしくは複数端末からの同時受信をする。このようなOFDMA通信を、特にリソースブロックベースのOFDMA通信と表現する。この場合、以降で説明する実施形態のチャネルをリソースブロックに置き換えれば、同様に以降の実施形態を適用することができる。図21では、端末1と端末2に割り当てるリソースブロックに2つのサブキャリアがガードサブキャリアとして配置されている。ガードサブキャリアの個数は2に限定されず、1以上であれば任意でよい。また、端末に割り当てるリソースブロック間にガードサブキャリアを配置することは必須ではなく、リソースブロック間にガードサブキャリアを配置しないことも可能である。1リソースブロック当たりのサブキャリア数は同じでもよいし、1リソースブロックのサブキャリア数が異なることを許容してもよい。また、各端末に割り当てるリソースブロックの数は同じでもよいし、異なることを許容してもよい。なお、例えばリソースブロックベースのOFDMA通信で使用する周波数領域の帯域幅に応じて、当該周波数領域に配置されるサブキャリアの帯域幅が異なってもよい。例えば1つのチャネル(例えば20MHz)がリソースブロックベースのOFDMA通信で使用されるときは、当該チャネル内に配置されるサブキャリアの帯域幅は、2つのチャネルを束ねた40MHzの帯域幅の周波数領域に配置されるサブキャリアの帯域幅よりも小さくてもよい。また、リソースブロックが複数のサブキャリアで構成される場合は、各サブキャリアの配置が連続していても連続していなくてもよい。また、1台の無線端末に、リソースブロックとして、非連続に配置された複数のサブキャリアを割り当てることも可能である

0015

サブキャリア単位の方式を、上述したチャネルベースのOFDMA(MU−MC)と組み合わせて行うことを許容してもよい。例えば、複数の20MHzチャネル各々で端末にサブキャリアあるいはリソースブロック単位で割り当てることを許容してもよい。この場合、同じチャネルに属する各リソースブロック内のサブキャリア数は同じとするが、各リソースブロックでサブキャリア数が異なることを許容してもよい。端末には、1つのチャネルの中の1つまたは複数のリソースブロックを割り当ててもよいし、複数のチャネルに属する複数のリソースブロックを割り当ててもよい。

0016

なお、後方互換の観点からは少なくとも後方互換の対象となるレガシーの端末での基本チャネル幅(IEEE802.11a/b/g/n/ac規格対応端末をレガシーとするなら20MHzチャネル幅)でPHYパケットを受信・復号できることが要求される。このため、後述のNAV(Network Allocation Vector)情報をリソースブロックについて取得したい場合、チャネル単位でNAV情報を取得し、当該チャネルに含まれるリソースブロックに、当該チャネルのNAV情報を共通に適用してもよい。

0017

またサブキャリア単位の方式をMU−MCと組み合わせて行う場合、具体的には例えば複数の20MHzチャネル各々で端末にサブキャリアあるいはリソースブロック単位で割り当てるという場合には、以降に記載のMU−MCでのチャネルを基準にした実施形態で考えればよい。

0018

以下では、チャネルベースのOFDMA(MU−MC)を想定して説明を続ける。

0019

アクセスポイントおよび無線端末には、互いに通信を行うための無線通信装置が搭載されている。アクセスポイントに搭載される無線通信装置は、無線端末に搭載される無線通信装置が通信を行う対象となる通信装置である。アクセスポイント11に搭載された無線通信装置は、信号を送受信する無線通信部と、無線通信部を介して、複数の対象となる通信装置である複数の無線端末1〜4との通信を制御する通信制御装置とを備え、さらにアンテナを備えてもよい。無線端末に搭載される無線通信装置は、アクセスポイントに搭載される無線通信装置が通信を行う対象となる通信装置である。各無線端末に搭載された無線通信装置は、信号を送受信する無線通信部と、無線通信部を介して、対象となる通信装置であるアクセスポイント11との通信を制御する通信制御装置とを備え、さらにアンテナを備えてもよい。

0020

図2は、アクセスポイント11および各無線端末間の動作シーケンスの第1の例を示す。アクセスポイント11および各無線端末1〜4が送信するフレームの信号が矩形によって示されている。横軸時間軸であり、図に沿って右側が時間の流れる方向である。

0021

また図3は、アクセスポイント11および各無線端末が送信するフレームを、チャネル別に表した図である。()の中の数字は、送信元の無線端末の参照番号を便宜的に示しているものとする。例えば「DATA(1)」は、無線端末1が送信するデータフレームである。カッコ付きの番号がないフレームは、アクセスポイント11が送信するフレームである。“通知”は後述する通知フレーム、“ACK”はACKフレームである。横軸は時間軸であり、図に沿って右側が時間の流れる方向である。

0022

以下、図2および図3に基づき、アクセスポイント11および各無線端末間の動作例を示す。前提として、アクセスポイント11は、事前に無線端末1〜4を含む複数の無線端末と無線リンクを確立している。無線端末1〜4が、アクセスポイント11とMU−MCによりアップリンク送信を行う場合を想定する。

0023

まず、アクセスポイント11は、無線通信グループ内の複数の無線端末の中から、MU−MC通信(アップリンク送信)を行うべき複数の無線端末を選定するとともに、当該複数の無線端末と同時に通信するためのチャネルを各無線端末に割り当てる。ここでは、アクセスポイント11は、無線端末1、2、3、4を選択し、無線端末1にはチャネル1〜3、無線端末2にはチャネル4、5、無線端末3にはチャネル6、7、無線端末4にはチャネル8を割り当てたとする。アクセスポイント11は、選定した無線端末を指定する情報と、各無線端末に割り当てたチャネルに関する情報とを含む通知情報を含んだ通知フレーム51を送信する。

0024

アクセスポイント11は、無線端末の選定に当たり、事前にアップリンク送信の要求通知を受けた無線端末の中から選定してもよいし、このような通知に関係なく、ランダムに無線端末を選定することも可能である。後者の場合、アクセスポイント11に送信するデータが存在しない場合には、無線端末はMU−MC通信の対象として選定されても、データフレームを送信しなければよい。また、アクセスポイント11は、端末からのアップリンク送信の要求通知情報以外の情報を利用して、無線端末の選定をしても良いし、アクセスポイント11自身が保持している情報のみを利用して無線端末の選定を行うことも可能である。

0025

また、アクセスポイント11は、選定した無線端末にチャネルを割り当てる際に、事前に各無線端末から使用を希望するチャネルの通知を受け、通知されたチャネルの中から割り当てを行ってもよい。無線端末はキャリアセンスを行うことで、使用を希望するチャネルを特定してもよい。また、アクセスポイント11は、無線端末に割り当てるチャネルをランダムに決定してもよい。また、アクセスポイント11は、自身が保持している各端末のチャネル情報などを利用して各無線端末に割り当てるチャネルを決定してもよい。また、チャネル数に関しても、事前に無線端末から割り当てを希望するチャネル数の要求を受け、要求されたチャネル数のチャネルを割り当てるようにしてもよい。また、複数の無線端末グループを生成し、グループ毎に異なるタイミングでMU−MC通信を行ってもよく、この場合、グループ単位でチャネルの割り当てを行えばよい。

0026

アクセスポイント11は、通知フレーム51の送信を、一例として、ブロードキャストで行う。ただし、通知フレーム51を、マルチキャストユニキャストなど、ブロードキャスト以外の方法で送信してもよい。通知フレーム51を送信するチャネルは、予め決めたチャネル(例えばチャネル1)で送信してもよいし、複数のチャネルで送信することも可能である。通知フレーム51は、上記複数のチャネルとして、全てのチャネルでDuplicate送信により送信してもよい。Duplicate送信とは、複数のチャネルで同じフレームを送信することである。その際、全てのチャネルでキャリアセンスを行い、一定時間アイドル送信権を獲得できたチャネル全てで、Duplicate送信してもよい。通知フレーム51を上記予め決めたチャネル(例えばチャネル1)で送信する場合において、当該予め決めたチャネルは、無線端末とのアソシエーションプロセス時にアソシエーション応答フレーム等で通知してもよいし、周期的に送信するビーコンフレームで通知してもよいし、当該予め決めたチャネルを通知するための管理フレーム別途定義して、当該管理フレームで事前に通知してもよい。また、通知フレーム51を送信するチャネルは固定でなくてもよく、周期的に送信するビーコンフレームや、別途定義したチャネルを通知するための管理フレームを用いて、適宜変更してもよい。

0027

図3の例では、チャネル1で通知フレーム51を送信している。アクセスポイント11は、通知フレーム51の送信前に、CSMA/CAに基づき、キャリアセンスを行い、キャリアセンス情報からアイドルの場合に、送信権を獲得し、通知フレーム51を送信するものとする。キャリアセンスには、物理的なキャリアセンスと、仮想的なキャリアセンスがあるが、本実施形態では両方のキャリアセンスを含んでもよい。なお、管理フレームは、他の無線端末との間の通信リンクの管理のために用いられるフレームであり、一例として、ビーコンフレーム、アソシエーション要求フレーム、アソシエーション応答フレーム等がある。制御フレームは、管理フレーム及びデータフレームを、他の無線通信装置との間で送受信(交換)するときの制御のために用いられるフレームであり、一例として、RTSフレームCTSフレーム、ACKフレーム等がある。通知フレームは、一例として管理フレームまたは制御フレームに分類してもよいし、データフレームに分類してもよい。これらデータフレーム、管理フレーム、制御フレームの詳細は、後述する他の実施形態で説明する。

0028

キャリアセンスについてさらに詳細に説明すると、媒体(CCA)のビジーおよびアイドルに関する物理的なキャリアセンスと、受信フレームの中に記載されている媒体予約時間に基づく仮想的なキャリアセンスとの両方がある。いずれか一方のキャリアセンス結果がビジーを示すならば、媒体がビジーであるとみなされ、その間の信号の送信が禁止される。なお、IEEE802.11規格では、媒体予約時間は、MACヘッダの中のDurationフィールド(後述する図4(A)参照)に記載される。アクセスポイントおよび無線端末内の無線通信装置は、他の無線通信装置宛ての(自己宛てでない)フレームを受信した場合に、媒体予約時間の間、媒体が仮想的にビジーであると判定する。このような仮想的に媒体をビジーであると判定する仕組み、或いは、仮想的に媒体をビジーであるとする期間は、NAV(Network Allocation Vector)と呼ばれる。

0029

図4(A)に、通知フレーム51のフレームフォーマットの例を示す。通知フレーム51は、例えばFrame Controlフィールド、Durationフィールド、RAフィールド、TAフィールド、共通情報フィールド、端末情報フィールド、FCSフィールドを含む。なお通知フレーム51には、図示のフィールド以外に、Signalフィールドや、同期をとるための同期フィールドなど、他の種類のフィールドが含まれてもよい。Signalフィールドには、例えばフレーム全体長や適用変調方式など、フレーム構成情報が含まれ得る。

0030

Frame Controlフィールドには、フレームの種別などを表す情報が設定される。

0031

Durationフィールドには、上述の仮想的なキャリアセンスの媒体予約時間が設定される。Durationフィールドに媒体予約時間が設定されたフレームを受信した装置は、フレームの受信から媒体予約時間をカウントダウンし、0になるまでは、媒体が仮想的にビジーであると判定する。

0032

RA(Receiver Address)フィールドには、通常、フレームの送信先MACアドレスが設定される。通知フレーム51は、複数の無線端末宛に送信されるため、RAフィールドには、ブロードキャストアドレス、またはマルチキャストアドレスを設定することが考えられる。複数のユニキャストアドレスを設定することも可能であり、この場合は、RAフィールドを複数設け、Frame Controlフィールドで複数のユニキャストアドレスが設定されていることを定義してもよい。

0033

TA(Transmitter Address)フィールドには、フレーム送信元のMACアドレスが含まれる。本実施形態では、例えば、アクセスポイントのMACアドレスが設定される。

0034

共通情報フィールドは、MU−MC通信を行うために必要な情報として、MU−MC通信を行う対象として選択した各無線端末に共通に通知すべき情報が設定される。例えばMU−MC通信として、アップリンク送信を行うのかダウンリンク送信を行うのかのMU−MC通信の種別情報を設定してもよい。アクセスポイント11が各無線端末に割り当てたチャネルのすべてを識別する情報を設定してもよい。また、MU−MC通信としてアップリンク送信を指定した場合に、アップリンク送信するフレームのサイズまたは時間長に関する条件を設定してもよい。サイズまたは時間長に関する条件は、例えば無線端末が送信するフレームサイズあるいはデータサイズ(フレームのボディ部のサイズ)の値を表す情報でもよいし、無線端末が送信するフレームサイズあるいはデータサイズ(フレームのボディ部のサイズ)の値の範囲(この範囲内で自由に返信できる)でもよい。また、アップリンク送信するデータフレームのアクセスカテゴリを指定する情報を設定してもよい。アクセスカテゴリは例えばIEEE802.11の規格書に定義されたものでもよいし、別途定義したものでも構わない。また、共通情報フィールドには、後述する各種の一定時間(無線端末がフレーム送信前待機する時間)を表す情報を設定してもよい。また、後述する端末情報フィールド数を表わす情報を設定してもよい。

0035

端末情報フィールド(個別情報フィールド)は、MU−MC通信の対象として選択した無線端末ごとに設けられる。端末情報フィールドの数は、MU−MC通信の対象として選択した無線端末の個数に一致し、当該無線端末の数に応じて可変である。図2の例では、4つの無線端末が選択されたため、端末情報フィールド数は4つである。すなわち端末情報フィールド1、端末情報フィールド2、端末情報フィールド3、端末情報フィールド4が設けられる。

0036

端末情報フィールドには、選択した無線端末の識別情報と、MU−MC通信を行うために必要な情報として、当該無線端末に固有の個別情報が含まれる。個別情報は、無線端末に割り当てたチャネルに関するチャネル情報を含む。チャネル情報の例として、当該無線端末に割り当てたチャネルの識別情報がある。図4(B)には、端末情報フィールドに端末IDと、チャネルID(チャネル番号)を設定する例が示される。または、個別情報として、無線端末に割り当てたチャネル数の情報を設定することも可能である(なお、チャネル数から、どのようにして無線端末が自端末に割り当てられたチャネルを特定するかについては後述する)。ここで述べた端末情報フィールドの構成は一例であり、後述するように種々の構成が可能である。端末IDは、無線端末のMACアドレスでもよいし、アソシエーションプロセス時にアクセスポイント11から便宜的に割り当てられる識別子を利用してもよい。また、アクセスポイント11が、選択した無線端末毎にアップリンク送信するデータフレームのアクセスカテゴリを指定する場合、各個別情報にアクセスカテゴリを指定する情報が含まれていてもよい。

0037

アクセスポイント11が選択した各無線端末の識別情報を、各端末情報フィールドではく、共通情報フィールドに設定することも可能である。この場合、共通情報フィールドには、どの無線端末がどの端末情報フィールドを使用するかを表す情報を設定してもよい。
無線端末の識別情報を並べた順番に、先頭側の端末情報フィールドを使用するとのルールを決めてもよく、この場合は、どの端末情報フィールドを使用するかの情報は不要である。無線端末の識別情報を並べた順番は、無線端末の順位に関する情報を表している。

0038

また、無線端末を予めグループ化して管理してもよく、この場合、個々の無線端末を指定するのではなく、グループを指定するのでもよい。この場合は、グループの識別情報を共通情報フィールドまたは端末情報フィールドに設定すればよい。共通情報フィールドには、どの無線端末がどの端末情報フィールドを使用するかを表す情報を設定してもよい。
各無線端末には自端末がどのグループに属するかを、事前にアクセスポイント11が、ビーコンフレームやアソシエーション応答フレームや別途定義した管理フレームで通知しておけばよい。

0039

FCS(Frame Check Sequence)フィールドには、通知フレーム51のFCS情報が設定される。FCS情報は、受信装置側フレームボディ部の誤り検出のため用いられる。

0040

図4に示した通知フレーム内の端末情報フィールドおよび共通情報フィールドは、MACフレームのMACヘッダ内に配置されてもよいし、フレームボディ部に配置されてもよい。ここでは、MACフレーム内に端末情報フィールドおよび共通情報フィールドを設定する場合を示したが、図4Aに示すように、MACフレームの先頭側に付加する物理ヘッダ(PHYヘッダ)に端末情報フィールドおよび共通情報フィールドを設定してもよい。
PHYヘッダは、L−STF(Legacy−Short Training Field)、L−LTF(Legacy−Long TrainingField)、L−SIG(Legacy Signal Field)、共通情報フィールド、端末情報フィールドを含む。L−STF、L−LTF、L−SIGは、例えば、IEEE802.11aなどのレガシー規格が認識可能なフィールドであり、信号検出周波数補正伝送速度などの情報が格納される。以下の説明では、通知フレームは、先に図4に示したようなフォーマットを有する場合を想定する。

0041

無線端末1〜4は、アクセスポイント11から送信された通知フレーム51を受信し、通知フレーム51の共通情報フィールドおよび端末情報フィールドを解析する。無線端末は、自装置の識別情報が、通知フレーム51の端末情報フィールドのいずれか(または共通情報フィールド)に含まれているかを判断し、自装置の識別情報が含まれている場合は、自らがMU−MC通信の対象として選択されたことを把握する。また、この場合、無線端末は、自端末に対応する端末情報フィールドから、自端末に割り当てられたチャネルを把握する。さらに、必要に応じて、共通情報フィールドまたは端末情報フィールドから、その他のMU−MC通信に必要な情報を取得する。これにより、各無線端末は、MU−MC通信が可能となる。

0042

図2の例では、通知フレーム51を受信した無線端末1〜4は、それぞれMU−MC通信の対象として選択されたことを把握し、それぞれチャネル1〜3、4〜5、6〜7、8を割り当てられたことを認識する。無線端末は、予め決められたチャネル(例えばチャネル1)で通知フレーム51が送信されることが分かっている場合は、当該チャネルのみで待ち受けを行い、通知フレーム51に含まれる通知情報により自端末に割り当てられたチャネルを認識したら、使用チャネルまたは待ち受けチャネルを当該割り当てチャネル切り換えてもよい。つまり、通知フレームを通知するチャネルと、データフレームを送受信するチャネルは異なってもよい。また、通知フレーム51を通知するチャネルについては、無線端末とのMU−MC通信に用いないこととし、アクセスポイントは、通知フレーム51を通知するチャネル以外のチャネルの中から各無線端末へのチャネル割り当てを行ってもよい。

0043

無線端末1〜4は、通知フレーム51の受信により、自端末に割り当てられたチャネルを上記のように把握するとともに、通知フレーム51の受信完了から一定時間T1後に、データフレームをアクセスポイント11に送信(アップリンク送信)すべきことを把握する。通知フレーム51の受信完了から一定時間T1後にアップリンク送信をすることは、事前にシステム仕様として決められていてもよいし、共通情報フィールドに、通知フレーム51の受信後、一定時間T1経過後に、データフレームをアップリンク送信することの指示情報が格納されていてもよい。

0044

ここで、一定時間T1は、予め定められた一定時間であれば任意の値でもよい。一例として、IEEE802.11無線LANのMACプロトコル仕様で規定されているフレーム間のタイムインターバルであるSIFS(Short Inter−frame Space)時間(=16μs)を用いることができる。あるいは、一定時間T1の値が共通情報フィールドに格納されており、無線端末1〜4は共通情報フィールドから一定時間T1の値を取得してもよい。その他、一定時間T1は、ビーコンフレームあるいはその他の管理フレームなど、別の方法で事前に通知されてもよい。

0045

上述のように通知フレーム51を受信した無線端末1〜4は、それぞれ割り当てられたチャネルでデータフレームを送信できるように無線通信部の設定を必要に応じて切換え、それぞれ割当てられたチャネルで通知フレーム51の受信から一定時間T1後に、データフレームを送信する。図3の例に示すように、無線端末1がチャネル1〜3でデータフレームを送信し、無線端末2がチャネル4〜5でデータフレームを送信し、無線端末3がチャネル6〜7でデータフレームを送信し、無線端末4がチャネル8でデータフレームを送信する。なお、無線端末はデータフレームを送信する際、割り当てられたチャネルを結合して1つの周波数帯域として利用してデータフレームを送信する。ただし、チャネルごとに別々のフレームを送信する構成も可能である。また、通知フレーム51にて各端末が送信すべきサイズまたは時間長に関する条件の情報が設定されている場合は、無線端末は通知された情報に従ってデータフレームの送信を行う。また、通知フレーム51にて各端末が送信すべきアクセスカテゴリ情報が設定されている場合は、無線端末は通知された情報に従って該当するアクセスカテゴリのデータフレームの送信を行う。なお、無線端末が複数のアンテナを有する場合は、MIMO送信を行うことで、高速化およびロバスト化の効果を得ることも可能である。このようにして、MU−MCのアップリンク送信、すなわち、複数の無線端末による複数のチャネルでの同時送信が行われる。

0046

アクセスポイント11は、通知フレーム51で各無線端末に通知したチャネルでデータフレームを受信できるように無線通信部の設定を必要に応じて切換え、各無線端末からMU−MC送信されたデータフレームを受信する。すなわち、チャネル1〜3で無線端末1から送信されたデータフレームを受信し、チャネル4〜5で無線端末2から送信されたデータフレームを受信し、チャネル6〜7で無線端末3から送信されたデータフレームを受信し、チャネル8で無線端末4から送信されたデータフレームを受信する。アクセスポイント11は、各無線端末から送信されたデータフレームを正しく受信すると、各データフレームの受信から一定時間T2の経過後に、無線端末1〜4に、それぞれデータフレームが受信されたチャネルで、ACKフレームを送信する。これらのACKフレームは無線端末1〜4に同時送信されることから、これも一種のMU−MC通信(MU−MCダウンリンク送信)であると言える。

0047

ここでは図3に示すように、チャネル1〜3のそれぞれで無線端末1宛にACKフレームを送信し、チャネル4〜5のそれぞれで無線端末2宛にACKフレームを送信し、チャネル6〜7のそれぞれで無線端末3宛にACKフレームを送信し、チャネル8で無線端末4宛にACKフレームを送信する。複数のチャネルが割り当てられた無線端末に対しては、同じ内容のACKフレームを各チャネルで送信(Duplicate送信)する。ACKフレームを送信するチャネルを、割り当てチャネルのうち最も小さい番号のチャネルなど、事前に1つに決めておき、そのチャネルのみでACKフレームを返してもよい。また、ACKフレームを送信する際、各チャネルでのDuplicate送信ではなく、受信したデータフレームと同様に複数のチャネルを結合して1つの周波数帯域としてACKフレームを送信してもよい。また、ACKフレームの送信に関し、図3に示すように各無線端末宛てに個別の異なるACKフレームをMU−MC通信で送信せず、全ての無線端末宛てのACK情報を含む1つの共通フレームとして送信してもよい。この場合、全ての無線端末宛てのACK情報を含む共通ACKフレームの送信は、各チャネルでDuplicate送信してもよいし、全てのチャネルを結合して送信してもよい。

0048

ここで、一定時間T2は、予め定められた一定時間であれば任意の値でもよい。一例として、IEEE802.11無線LANのMACプロトコル仕様で規定されているフレーム間のタイムインターバルであるSIFS(Short Inter−frame Space)時間(=16μs)を用いることができる。一定時間T2は、一定時間T1と同じ長さであっても、異なる長さであってもよい。一定時間T2が通知フレーム51内の共通情報フィールドに格納されており、無線端末1〜4は共通情報フィールドから一定時間T2の値を把握できるようになっていてもよい。その他、一定時間T2は、ビーコンフレームあるいはその他の管理フレームなど、別の方法で事前に通知されてもよい。

0049

前述したように、アクセスポイント11は、各無線端末が使用するチャネルに関するチャネル情報を、通知フレーム51の各端末情報フィールドに設定する。チャネル情報の例として、上述したように、各無線端末に割り当てたチャネルの識別情報(チャネル番号)を明示的に通知する方法を用いてもよい。この際、無線端末に割り当てたチャネル番号をすべて列挙する方法でもよいし、アクセスポイントがサポートするチャネル数(本実施形態では8)分のビット列を端末情報フィールド内に用意し、割り当てたチャネルに該当するビットを1、それ以外を0(あるいはこの逆)にすることで、無線端末に割り当てたチャネルを通知してもよい。例えば無線端末1にチャネル1〜3を割り当てる場合は、“11100000”となる。一番左が第0ビット、一番右が第7ビットであり、左から順番にチャネル1〜8が対応づけられているとする。あるいは、割り当てたチャネルが連続するチャネルの場合は、最小のチャネル番号と、最大のチャネル番号との組により通知してもよい。チャネル1〜3を割り当てる場合は、最小チャネル番号1と最大チャネル番号3を通知してもよい。また、最小あるいは最大のチャネル番号と連続するチャネル数を通知してもよい。チャネル1〜3を割り当てる場合は、最小チャネル番号1(あるいは最大チャネル番号3)と連続するチャネル数3を通知すればよい。チャネル1〜3とチャネル6〜8を割り当てる場合は、最小チャネル番号1と最大チャネル番号3の組と、最小チャネル番号6と最大チャネル番号8の組の、2つの組を通知すればよい。

0050

このような、割り当てたチャネルを明示的に通知する方法の他に、暗示的な通知方法も可能である。暗示的な通知として、端末情報フィールドにはチャネル情報として、無線端末に割り当てたチャネル数を設定し、端末情報フィールドのフィールド番号によって、チャネル番号を間接的に通知する方法がある。例えば、端末情報フィールド1で指定された無線端末(すなわち端末情報フィールド1に自装置の識別情報が設定された無線端末)は、通知されたチャネル数が3のときは、最小番号のチャネルから3つ分(チャネル1〜3)、端末情報フィールド2で指定された無線端末は、通知されたチャネル数が2のときは、さらに次の番号から2つ(チャネル4〜5)というようにする。ここでは最小番号を起点としたが、最大番号のチャネルを起点として順次、小さい番号のチャネルを割り当てるようにしてもよい。端末情報フィールドのフィールド番号は、無線端末の順位を表していると言え、端末情報フィールド1で指定された無線端末は、順位が1、端末情報フィールド2で指定された無線端末は、順位が2である。このような順位の情報は、共通情報フィールドに明示的に記載してもよい。無線端末は、このような暗示的な通知を受けた場合は、自端末のフィールドの位置(自端末の順位)と、チャネル数に基づいて、自端末用のチャネルを特定すればよい。

0051

アクセスポイントが各無線端末に割り当てたチャネルのすべてが、最小番号または最大番号のチャネルから連続している場合は、上記の方法で可能であるが、各無線端末に割り当てたチャネルのすべてが、チャネル1〜4、7〜8の場合のように、途中で番号がスキップされる場合もありうる。この場合は、共通情報フィールドにアクセスポイント11が割り当てた全チャネルを識別する情報を記載し、ここに記載されたチャネルのみを対象に、それらのうちの最小番号または最大番号のチャネルから順番に割り当てるようにすればよい。つまり当該情報で識別される上記全チャネルは、予め定められた順序を有し、順位の高いチャネルから順番に選択して割り当てる。共通情報フィールドでアクセスポイントが割り当てた全チャネルを通知する方法は、前述した端末情報フィールドで明示的にチャネルを通知する場合と同様の方法を用いればよい。すなわち、当該全チャネルを識別する情報(チャネルID等)を列挙してもよいし、あるいはビット列で当該全チャネルに対応するビットを1にし、それ以外は0にしてもよい。無線端末は、このような暗示的な通知を受けた場合は、識別情報で識別されるチャネル群の中から、自端末の順位と、自端末のチャネル数とに応じたチャネルを特定すればよい。

0052

なお、端末情報フィールドで無線端末の識別情報を設定する方法として、上述したように端末ID(図4(B))を記載してもよいし、あるいは少なくとも端末台数分のビットを含むビット列を用意し、対象とする無線端末に該当するビットを1にし、それ以外を0にすることでもよい。

0053

図5は、アクセスポイント11および各無線端末間の動作シーケンスの第2の例を示す。図6は、アクセスポイント11および各無線端末が送信するフレームを、チャネル別に表した図である。前述同様、()の中の数字は、送信元の無線端末の参照番号を便宜的に示しているものとする。カッコ付きの番号がないフレームは、アクセスポイント11が送信するフレームである。“RTS”はRTSフレーム、“CTS”はCTSフレームを表す。

0054

以下、図2および図3で説明した動作と異なる部分を中心に説明し、それ以外の説明は省略する。ここでも図2および図3の場合と同様、無線端末1〜4が、アクセスポイント11とMU−MCによりアップリンク送信を行う場合を想定する。また、無線端末1〜4にはそれぞれチャネル1〜3、4〜5、6〜7、8が割り当てられるとする。

0055

図2および図3の例では、各無線端末は通知フレームの受信後、一定時間T1後に、データフレームをアップリンク送信したが、図5および図6の例では、各無線端末は、通知フレーム61の受信完了から一定時間T11後に、RTSフレームあるいは同等の機能を有する制御フレームを送信する。RTSフレームは、図6に示すように、無線端末ごとに、それぞれ割り当てられた各チャネルで送信(Duplicate送信)する。アクセスポイント11は、RTSフレームを受信できた、もしくはRTSフレーム以前一定タイミングにわたりチャネルがアイドルであったチャネルにて、CTSフレームを、RTSフレームの受信完了から一定時間T12後に返す。無線端末は、アクセスポイント11からCTSフレームを返されたチャネルを用いて、CTSフレームの受信完了から一定時間T13後に、データフレームを送信する。ここで、アクセスポイント11ならびに各無線端末間のRTSフレームとCTSフレームのやり取りの中で、正しくフレーム受信出来なかったチャネルがあった場合には、該チャネルを除いたデータフレームの送信が行われることになる。例えば、図6においてアクセスポイント11が無線端末1に対してチャネル1〜3でCTSフレームのDuplicate送信を行った結果、無線端末1がチャネル1で送信されたCTSフレームを正しく受信出来なかった場合、無線端末1はチャネル1を除くチャネル2およびチャネル3のみを用いてデータフレームの送信を行う。この後、アクセスポイントは、図2および図3と同様に、データフレームを正常に受信した場合は、ACKフレームを送信するが、ここでは図示を省略している。なお、図5の例では、通知フレーム61の受信完了から一定時間T11後にRTSフレームを送信したが、通知フレーム61の受信後に、それをトリガとしてキャリアセンスを行い、通知フレーム61で通知されたチャネルの中から一定タイミングにわたりチャネルがアイドルであったチャネルのみからRTSフレームを送信してもよい。また、各無線端末が通知フレームの受信完了から一定時間後に送信するフレームは、データフレームまたは制御フレームだけでなく、管理フレームでも構わない。

0056

ここで、一定時間T11、T12、T13は、予め定められた一定時間であれば任意の値でもよい。一例として、IEEE802.11無線LANのMACプロトコル仕様で規定されているフレーム間のタイムインターバルであるSIFS(Short Inter−frame Space)時間(=16μs)を用いることができる。一定時間T11〜T13は同じ長さであっても、異なる長さであってもよい。

0057

通知フレーム61の共通情報フィールドには、図2および図3シーケンスでのデータフレームのアップリンク送信と、図5および図6のシーケンスでのデータフレームのアップリンク送信を区別するための情報(アップリンク送信モード情報)が設定されてもよい。この場合、各無線端末は、アップリンク送信モード情報に従って、図2および図3と、図5および図6のどちらのシーケンスでデータフレームのアップリンク送信を行うかを判断すればよい。ここでは、2つの方法でのアップリンク送信を示したが、これらは一例であり、通知フレームの送信または受信を契機として、MU−MCアップリンク動作を行う方法である限り、その他の方法(シーケンス)でのアップリンク送信を行うことも可能である。

0058

図7は、アクセスポイント11および各無線端末間の動作シーケンスの第3の例を示す。図8は、アクセスポイント11および各無線端末が送信するフレームを、チャネル別に表した図である。前述同様、()の中の数字は、送信元の無線端末の参照番号を便宜的に示しているものとする。カッコ付きの番号がないフレームは、アクセスポイント11が送信するフレームである。

0059

以下、図2および図3で説明した動作と異なる部分を中心に説明し、それ以外の説明は省略する。無線端末1〜4にはそれぞれチャネル1〜3、4〜5、6〜7、8が割り当てられるとする。

0060

図2および図3の例では、無線端末1〜4が、アクセスポイント11とMU−MCアップリンク送信を行ったが、ここではアクセスポイント11から無線端末1〜4へのMU−MCダウンリンク送信を行う場合を想定する。アクセスポイント11は、通知フレーム71を送信し、送信完了から、一定時間T21後に、各無線端末に、それぞれ割り当てたチャネルでデータフレームを送信する。図8に示すように、無線端末1へはチャネル1〜3で、無線端末2へはチャネル4〜5で、無線端末3へはチャネル6〜7で、無線端末4へはチャネル8でデータフレームをダウンリンク送信する。通知フレーム71の共通情報フィールドには、MU−MC通信の種別として、ダウンリンク送信を示す情報を設定しておいてもよい。ダウンリンク送信を示す情報は、通知フレーム71の送信後に、データフレームを送信することの通知に対応する。通知フレームの送信後に送信するフレームはデータフレームに限られず、制御フレーム(後述)または管理フレームでもよい。この場合、ダウンリンク送信を示す情報は、通知フレーム71の送信後に、制御フレームまたは管理フレームを送信することの通知に対応する。

0061

各無線端末は、通知フレーム71にてそれぞれ割り当てられたチャネルでデータフレームを受信できるように無線通信部を必要に応じて切換え、それぞれ割当てられたチャネルでアクセスポイント11から送信されるデータフレームをそれぞれの割り当てチャネルで正常に受信し、受信完了から一定時間T22後に、ACKフレームを、割り当てチャネルの各々で送信する。より詳細に、図8に示すように、無線端末1は、チャネル1〜3のそれぞれでACKフレームを送信し、無線端末2はチャネル4〜5のそれぞれでACKフレームを送信し、無線端末3はチャネル6〜7のそれぞれでACKフレームを送信し、無線端末4はチャネル8でACKフレームを送信する。複数のチャネルが割り当てられた無線端末では、同じ内容ACKフレームが複数のチャネルで送信(Dupicate送信)されている。ACKフレームを返すチャネルを、割り当てチャネルのうち最も小さい番号のチャネルで返すなどのルールを事前に決めておき、そのルールに従ってACKフレームを返してもよい。このルールは共通チャネル情報に設定することで通知してもよいし、システム仕様として事前に決まっていてもよいし、ビーコンフレームで通知してもい。

0062

ここで、一定時間T21、T22は、予め定められた一定時間であれば任意の値でもよい。一例として、IEEE802.11無線LANのMACプロトコル仕様で規定されているフレーム間のタイムインターバルであるSIFS(Short Inter−frame Space)時間(=16μs)を用いることができる。一定時間T21、T22は同じ長さであっても、異なる長さであってもよい。

0063

図9は、アクセスポイント11および各無線端末間の動作シーケンスの第4の例を示す。図10は、アクセスポイント11および各無線端末が送信するフレームを、チャネル別に表した図である。前述同様、()の中の数字は、送信元の無線端末の参照番号を便宜的に示しているものとする。カッコ付きの番号がないフレームは、アクセスポイント11が送信するフレームである。“RTS”はRTSフレーム、“CTS”はCTSフレームを表す。

0064

以下、図7および図8で説明した動作と異なる部分を中心に説明し、それ以外の説明は省略する。ここでも図7および図8の場合と同様、アクセスポイント11が、無線端末1〜4とMU−MCダウンリンク送信を行う場合を想定する。また、無線端末1〜4には、それぞれチャネル1〜3、4〜5、6〜7、8が割り当てられるとする。

0065

図7および図8の例では、アクセスポイント11は、通知フレームの送信後、一定時間後に、データフレームをMU−MCダウンリンク送信したが、図9および図10の例では、アクセスポイント11は、まず、通知フレーム81の送信完了から一定時間T31後に、RTSフレームを送信する。RTSフレームは、図10に示すように、無線端末ごとに、それぞれ割り当てられた各チャネルで送信(Duplicate送信)する。各無線端末は、RTSフレームを受信できた、もしくはRTSフレーム以前一定タイミングにわたりチャネルがアイドルであったチャネルにて、CTSフレームを、RTSフレームの受信完了から一定時間T32(図9参照)後に返す。本例では、無線端末3が、割り当てチャネル6、7でRTSフレームを受信できなかった、もしくはRTSフレーム以前一定タイミングにわたりチャネルがアイドルであったとして、CTSフレームを送信していない。
アクセスポイント11は、各無線端末からCTSフレームを返されたチャネルを用いて、CTSフレームの受信完了から一定時間T33後に、データフレームを送信する。無線端末3からはチャネル6、7のいずれでもCTSフレームが返されなかったためデータフレームを送信しないが、無線端末1、2、4からは割り当てチャネルのすべてでCTSフレームが返されたため、無線端末1、2、4については、それぞれ割り当てチャネルのすべてを用いてデータフレームを送信する。なお、割り当てチャネルのうち一部のチャネルのみでCTSフレームが返されたときは、その一部のチャネルのみでデータフレームを送信する。この後、各無線端末は、アクセスポイント11からデータフレームを正常に受信した場合は、図7および図8のアクセスポイント11と同様に、ACKフレームを送信するが、ここでは図示を省略している。なお、図9および図10の例では、通知フレーム81の送信完了から一定時間T31後にRTSフレームを送信したが、通知フレーム81の送信後に、キャリアセンスを行い、アイドルであったチャネルのみから、RTSフレームを送信してもよい。

0066

ここで、一定時間T31、T32、T33は、予め定められた一定時間であれば任意の値でもよい。一例として、IEEE802.11無線LANのMACプロトコル仕様で規定されているフレーム間のタイムインターバルであるSIFS(Short Inter−frame Space)時間(=16μs)を用いることができる。一定時間T31、T32、T33は同じ長さであっても、異なる長さであってもよい。

0067

通知フレーム81の共通情報フィールドには、図7および図8のシーケンスでのデータフレームのダウンリンク送信と、図9および図10のシーケンスでのデータフレームのダウンリンク送信を区別するための情報(ダウンリンク送信モード情報)が設定されてもよい。各無線端末は、ダウンリンク送信モード情報に従って、図7および図8と、図9および図10のどちらの方法でデータフレームのダウンリンク送信が行われるかを把握し、割り当てチャネルで待ち受け動作を行えばよい。ここでは、データフレームの2つのダウンリンク送信の例を示したが、これらは一例であり、通知フレームの送信または受信を契機として、MU−MCダウンリンク送信を行う方法である限り、その他の方法(シーケンス)でのデータフレームのダウンリンク送信も可能である。

0068

図11は、アクセスポイント11の無線通信装置の機能ブロック図である。上述したように、アクセスポイント11は無線端末側のネットワークと、これとは別のネットワークとの複数のネットワークに接続されてもよい。図7では、無線端末側のネットワークに接続される無線通信装置の構成を示している。

0069

無線通信装置は、制御部101と、送信部102と、受信部103と、アンテナ12A、12B、12C、12Dと、バッファ104とを備えている。制御部101は、無線端末との通信を制御する通信制御装置に対応し、送信部102と受信部103は、一例として、無線通信部を形成する。制御部101の処理、および送信部102と受信部103のデジタル領域の処理の全部または一部、あるいは通信制御装置の処理は、CPU等のプロセッサで動作するソフトウェアプログラム)によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、これらのソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。アクセスポイントは、制御部101、送信部102および受信部103の全部または一部の処理、あるいは、通信制御装置の処理を行うプロセッサを備えてもよい。

0070

バッファ104は、上位層と制御部101との間で、データフレームを受け渡しするための記憶部である。バッファ104はDRAM等の揮発性メモリでもよいし、NANDMRAM等の不揮発メモリでもよい。上位層は、別のネットワークから受信したフレームを無線端末側のネットワークへの中継のためバッファ104に格納したり、無線端末側のネットワークから受信したフレームを制御部101から受け取って、上位層へデータを渡したりする。上位層は、TCP/IPやUDP/IPなど、MAC層の上位の通信処理を行ってもよい。また、上位層は、データを処理するアプリケーション層の処理を行ってもよい。上位層の動作は、CPU等のプロセッサによるソフトウェア(プログラム)の処理によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。

0071

制御部101は、主としてMAC層の処理を行う。制御部101は、チャネルのアクセスを管理し、所望タイミングにて、フレームの送信を制御する。制御部101は、送信部102および受信部103を介して、フレームを送受信することで、各無線端末との通信を制御する。また制御部101は定期的にビーコンフレームを送信するよう制御してもよい。制御部101は、クロックを生成するクロック生成部を含んでもよい。また制御部101は外部からクロックが入力されるように構成されてもよい。制御部101は、クロック生成部で生成したクロック、または外部から入力されるクロックによって内部時間を管理してもよい。また、制御部101は、クロック生成部で作ったクロックを、ホストCPU等の外部に出力してもよい。

0072

制御部101は、無線端末からのアソシエーション要求を受けて、必要に応じて認証等のプロセスを経て、当該無線端末と無線リンクを確立する。制御部101は、無線リンクを確立した無線端末を管理する。制御部101は、任意のトリガにより、MU−MC通信を行うことを決定し、通知フレームを生成する。制御部101は、MU−MC通信を行う無線端末を選択し、選択した無線端末にチャネルを割り当てる。選択した無線端末と、割り当てたチャネル等に基づき、通知フレームの共通情報フィールドおよび端末情報フィールドに、前述したように必要な情報を設定する。選択したすべての無線端末間で共通する情報は、共通情報フィールドに設定することで、通知フレームの情報量を抑制できる。MU−MC通信を行う無線端末のグループを事前に1つまたは複数生成しておき、グループごとに事前に無線端末にチャネルを割り当てておいてもよい。この場合は、MU−MC通信の開始決定のトリガによりグループを選択すればよい。

0073

MU−MC通信のトリガは何でもよく、例えばバッファ104に1つまたは複数の無線端末へ送信するデータがあることを確認したとき、MU−MCダウンリンク送信を行うことを決定してもよい。また、無線端末から要求があった場合や、一定の時間間隔ごとにMU−MC通信を行うことを決定してもよい。制御部101は、MU−MC通信の決定によって生成した通知フレームを、使用する通信方式に従って、予め定めたチャネルを用いて、送信部102から送信する。一例としてキャリアセンスを行い、送信権を獲得できたら、通知フレームを送信部102に出力する。また、制御部101は、図7または図9に示したようなMU−MCダウンリンク送信の場合は、通知フレームの送信完了後、一定時間後に、データフレームまたはRTSフレームを、各無線端末にそれぞれ割り当てたチャネルで送信する。制御部101は、データフレームまたはRTSフレームをそれぞれ割り当てたチャネルで送信できるように、必要に応じて送信部102を制御する。また、制御部101は、通知フレームで通知したチャネルにて各無線端末から送信される各フレームを受信できるように、必要に応じて受信部103を制御する。

0074

送信部102は、制御部101から入力されたフレームに変調処理や物理ヘッダの付加など、所望の物理層の処理を行う。また、物理層の処理後のフレームに対して、DA変換や、所望帯域の信号成分を抽出するフィルタ処理周波数変換を行う。送信部102は、周波数変換された信号を増幅して、1つのアンテナまたは複数のアンテナから空間に電波として放射する。なお、図示の例では送信部を1つ設けているが、チャネル毎に1つの送信部を配置して、該当する送信部を使用するようにしてもよい。このとき送信部ごとに1つのアンテナが接続されてもよい。あるいは、複数チャネルで1つの送信部が配置されてもよい。

0075

各アンテナで受信された信号は、受信部103において増幅され、周波数変換(ダウンコンバート)され、フィルタ処理される。例えばフィルタ処理で、チャネルごとの受信信号を抽出する。または、無線端末からそれぞれに割り当てたチャネルを結合した帯域幅でデータフレームが送信(MU−MCアップリンク送信)される場合は、それらのチャネルの結合した帯域幅で信号抽出を行う。この際、チャネル毎に抽出した受信信号を結合することで、当該結合した帯域幅の信号を得ることも可能である。このようにして得られた各受信信号は、AD変換によりデジタル信号に変換されて、復調、復号等の物理層の処理を経た後、制御部101にフレームとして入力される。なお、チャネル毎の信号抽出、または結合した帯域幅の信号抽出を、AD変換後に制御部101でデジタル領域で行ってもよい。なお、図示の例では受信部を1つ設けているが、チャネル毎に受信部を配置してもよく、受信部ごとに1つのアンテナが接続されてもよい。あるいは、複数チャネルで1つの受信部が配置されてもよい。

0076

制御部101は、入力されたフレームが、無線端末からのRTSフレームである場合は、RTSフレームが受信できたチャネルまたはRTSフレームの受信の一定時間前までキャリアセンスがアイドルであったチャネルで、CTSフレームを送信するように制御する。また、無線端末からデータフレームを正常に受信した場合は、データフレームが受信完了してから一定時間後に、ACKフレームを送信するように制御する。また、制御部101は、受信部103を介して、キャリアセンス情報の管理を行う。このキャリアセンス情報は、受信部103から入力する媒体(CCA)のビジーおよびアイドルに関する物理的なキャリアセンス情報と、受信フレームの中に記載されている媒体予約時間に基づく仮想的なキャリアセンス情報との両方を包含してもよい。いずれか一方のキャリアセンス情報がビジーを示すならば、媒体がビジーであるとみなされ、その間の信号の送信が禁止される。

0077

制御部101は、各無線端末に送信する情報、または各無線端末から受信した情報を格納するための記憶装置にアクセスして情報を読み出してもよい。記憶装置は、内部メモリでも、外部メモリでもよく、揮発性メモリでも不揮発メモリでもよい。また、記憶装置は、メモリ以外に、SSD、ハードディスク等でもよい。

0078

上述した制御部101と送信部102の処理の切り分けは一例であり、別の形態も可能である。例えばデジタル領域の処理までは制御部101で行い、DA変換以降の処理を送信部102で行うようにしてもよい。制御部101と受信部103の処理の切り分けについても同様に、AD変換までの処理を受信部103で行い、その後の物理層の処理を含むデジタル領域の処理を制御部101で行うようにしてもよい。ここで述べた以外の方法で処理の切り分けを行ってもよい。

0079

図12は、無線端末1に搭載される無線通信装置の機能ブロック図である。無線端末2〜4に搭載される無線通信装置は、無線端末1の無線通信装置と同様の構成を有するため、説明を省略する。

0080

無線通信装置は、制御部201と、送信部202と、受信部203と、アンテナ1Aと、バッファ204とを備えている。制御部201は、アクセスポイント11との通信を制御する通信制御装置に対応し、送信部202と受信部203は、一例として、無線通信部を形成する。制御部201の処理、および送信部202と受信部203のデジタル領域の処理の全部または一部、あるいは通信制御装置の処理は、CPU等のプロセッサで動作するソフトウェア(プログラム)によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、これらのソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。無線端末は、制御部201、送信部202および受信部203の全部または一部の処理、あるいは通信制御装置の処理を行うプロセッサを備えてもよい。

0081

バッファ204は、上位層と制御部201との間で、データフレームを受け渡しするための記憶部である。バッファ204はDRAM等の揮発性メモリでもよいし、NAND、MRAM等の不揮発メモリでもよい。上位層は、他の無線端末、アクセスポイント11、またはサーバ等の装置に送信するデータを生成して、送信するためにバッファ204に格納したり、アクセスポイント11から受信したフレームのデータを、バッファ201を介して受け取って処理したりする。上位層は、TCP/IPやUDP/IPなど、MAC層の上位の通信処理を行ってもよい。また、上位層は、データを処理するアプリケーション層の処理を行ってもよい。上位層の処理は、CPU等のプロセッサで動作するソフトウェア(プログラム)によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、これらのソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。

0082

制御部201は、主としてMAC層の処理を行う。制御部201は、チャネルのアクセスを管理し、所望タイミングにて、フレームの送信を制御する。制御部201は、送信部202および受信部203を介して、アクセスポイント11とフレームを送受信することで、アクセスポイント11との通信を制御する。制御部201は、例えばアクセスポイント11から定期的に送信されるビーコンフレームを、アンテナ1Aおよび受信部203を介して受信する。制御部201は、クロックを生成するクロック生成部を含んでもよい。
また、制御部201は外部からクロックが入力されるように構成されてもよい。制御部201は、クロック生成部で生成されるクロック、または外部から入力されるクロックに従って、内部時間を管理してもよい。また、制御部201は、クロック生成部で作ったクロックを、ホストCPU等の外部に出力してもよい。

0083

制御部201は、アクセスポイント11に接続する際は、アクセスポイント11にアソシエーション要求を送信し、必要に応じて認証等のプロセスを経て、アソシエーション応答を受信することで、当該アクセスポイント11と無線リンクを確立する。制御部201は、定期的、または外部からのトリガにより、バッファ204を確認する。制御部201は、アクセスポイント11から送信される通知フレームを受信し、通知フレームの共通情報フィールドまたは端末情報フィールドから、自端末がMU−MC通信の対象として指定されていることを検出したら、自端末に割り当てられたチャネルを端末情報フィールドから特定し、特定したチャネルを用いて、MU−MC通信を行うよう送信部202および受信部203を制御する。例えば、MU−MCアップリンク送信の場合、通知フレームの受信から一定時間後に、自端末に割り当てられたチャネルでデータフレームを送信する(図2参照)。あるいは、制御部201は、通知フレームの受信から一定時間後に、自端末に割り当てられた各チャネルでRTSフレームを送信する(図5参照)。図2および図5のどちらの動作を行うかはアップリンク送信モード情報として共通情報フィールドに設定されていてもよいし、予めシステム仕様として決められていてもよい。ここで、送信するデータフレームのサイズまたは時間長に関する条件が、共通情報フィールドまたは端末情報フィールドで指定されている場合は、これに従う。あるいは、このサイズまたは時間長に関する条件が、事前にシステム仕様やビーコンフレームでの通知などで指定されてもよい。なお、アクセスポイント11へ送信するデータが存在しないときは、データフレームを送信しなくてもよい。制御部201は、通知フレームが特定のチャネルで送信される場合は、当該チャネルで通知フレームの待ち受けを行い、通知フレームの受信後、使用チャネルまたは待ち受けチャネルを、通知フレームで指定された割り当てチャネルへ切り換えるよう送信部202および受信部203を制御してもよい。

0084

制御部201は、送信するフレームを、使用するチャネルならびに通信方式に従って、送信部202およびアンテナ1Aを介して送信するよう制御する。送信部202は、制御部201から入力されたフレームに変調処理や物理ヘッダの付加など、所望の物理層の処理を行う。また、物理層の処理後のフレームに対して、DA変換や、所望帯域の信号成分を抽出するフィルタ処理、周波数変換(アップコンバート)を行う。送信部202は、周波数変換された信号を増幅して、アンテナから空間に電波として放射する。なお、図示の例では送信部を1つ設けているが、チャネル毎に1つの送信部を配置して、該当する送信部を使用するようにしてもよい。このとき送信部ごとに1つのアンテナが接続されてもよい。あるいは、複数チャネルで1つの送信部が配置されてもよい。

0085

アンテナ1Aで受信された信号は、受信部203において、増幅され、周波数変換(ダウンコンバート)され、フィルタ処理される。例えば、所望のチャネル、またはチャネルごとの受信信号を抽出する。アクセスポイント11から割り当てたチャネルを結合した帯域幅でデータフレームが送信(MU−MCダウンリンク送信)される場合は、それらのチャネルの結合した帯域幅で信号抽出を行う。または、この際、チャネル毎に抽出した受信信号を結合することで、当該結合した帯域幅の信号を得ることも可能である。受信信号は、さらにAD変換によりデジタル信号に変換されて、復調、復号等の物理層の処理を経た後、制御部201にフレームとして入力される。なお、所望のチャネルの信号抽出、チャネル毎の信号抽出、または結合した帯域幅の信号抽出を、AD変換後にデジタル領域で制御部201で行ってもよい。なお、図示の例では受信部を1つ設けているが、チャネル毎に受信部を配置してもよく、受信部ごとに1つのアンテナが接続されてもよい。あるいは、複数チャネルで1つの受信部が配置されてもよい。

0086

制御部203は、アクセスポイント11から通知フレームを受信した場合、上述したように、自端末がMU−MC通信の対象として選択されているかを確認し、選択されている場合は、自端末に割り当てられたチャネルを用いてMU−MC通信に関する処理を行う。
例えば、制御部203は、アクセスポイントから通知フレームを受信した後、RTSフレームを送信し、その後、アクセスポイント11からCTSフレームを受信した場合、CTSフレームを受信したチャネルを用いて、データフレームを送信する(図5参照)。また、アクセスポイント11から通知フレームを受信後、続けてデータフレームをMU−MC受信し、ACKフレームを送信する(図7参照)。また、アクセスポイント11から通知フレームの受信後にRTSフレームを受信した場合、RTSフレームを受信したチャネル、またはRTSフレームの受信の前、一定期間アイドルであったチャネルでCTSフレームを送信し、その後、データフレームをMU−MCで受信する(図9参照)。

0087

制御部201は、アクセスポイント11に送信する情報、またはアクセスポイント11から受信した情報を格納するための記憶装置にアクセスして情報を読み出してもよい。記憶装置は、内部メモリでも、外部メモリでもよく、揮発性メモリでも不揮発メモリでもよい。また、記憶装置は、メモリ以外に、SSD、ハードディスク等でもよい。

0088

上述した制御部201と送信部202の処理の切り分けは一例であり、別の形態も可能である。例えばデジタル領域の処理までは制御部201で行い、DA変換以降の処理を送信部202で行うようにしてもよい。制御部201と受信部203の処理の切り分けについても同様に、AD変換までの処理を受信部203で行い、その後の物理層の処理を含むデジタル領域の処理を制御部201で行うようにしてもよい。ここで述べた以外の処理の切り分け方も可能である。

0089

図13は、本実施形態に係るアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。

0090

アクセスポイント11は、MU−MC通信の実行を決定し、対象となる無線端末の選択と、選択した無線端末に対するチャネル割り当てを行う(S101)。チャネル割り当てとして、アクセスポイントは、選択した無線端末に1つまたは複数のチャネルを割り当てる。一例として、無線端末に複数のチャネルを割り当てる場合は、連続するチャネルを選択する。

0091

アクセスポイント11は、選択した無線端末と当該無線端末に割り当てたチャネルとに関する通知情報を含む通知フレームを生成し、通知フレームを各無線端末に送信する(S102)。通知フレームには、MU−MCアップリンク送信かMU−MCダウンリンク送信かの通信種別に関する情報を含めてもよい。また、MU−MCアップリンク送信かMU−MCダウンリンク送信かの通信種別の特定方法として、通知フレームの共通情報フィールドで通知するのではなく、MU−MCアップリンク用通知フレームおよびMU−MCダウンリンク用通知フレームといったように、別の通知フレームを定義してもよい。例えば、図4(A)内のFrame Controlフィールドにて、それぞれのフレーム種別を定義することが可能である。また、アップリンク送信の場合に、図2の送信モード(通知フレームの受信完了から一定時間後にデータフレームを送信)か図5の送信モード(通知フレームの受信完了から一定時間後にRTSフレームを送信)を区別するアップリンク送信モード情報を含めてもよい。また、ダウンリンク送信の場合に、図7の送信モード(通知フレームの送信完了から一定時間経過後にデータフレームを送信)か図9の送信モード(通知フレームの送信完了から一定時間経過後にRTSフレームを送信)を区別するダウンリンク送信モード情報を含めてもよい。また、各無線端末に割り当てたチャネル数に関する情報を端末情報フィールドまたは共通情報フィールドに格納してもよい。または、各無線端末に割り当てた全チャネルを識別する情報を共通情報フィールドに格納してもよい。これまで述べてきた、その他の情報を共通情報フィールドまたは端末情報フィールドに格納してもよい。

0092

アクセスポイント11は、通知フレームの送信後、各無線端末に割り当てたチャネルを用いて、各無線端末とMU−MC通信を行う(S103)。図2に示した動作例では、通知フレームの受信後、一定時間T1経過後に、各無線端末からデータフレームを同時に受信(MU−MCアップリンク送信)する。図5に示した動作例では、通知フレームの送信後、各無線端末からRTSフレームを受信し、それへの応答として各無線端末へCTSフレームを送信してから一定時間T13経過後に、各無線端末からデータフレームを同時に受信(MU−MCアップリンク送信)する。図7に示した動作例では、通知フレームを送信してから一定時間T21経過後に、各無線端末へデータフレームを送信(MU−MCダウンリンク送信)する。図9に示した動作例では、通知フレームの送信後、各無線端末にRTSフレームを送信し、それへの応答として各無線端末からCTSフレームを受信してから一定時間T33経過後に、各無線端末へデータフレームを送信(MU−MCダウンリンク送信)する。

0093

図14は、本実施形態に係る無線端末の動作を示すフローチャートである。

0094

無線端末は、アクセスポイント11から、選択した無線端末を指定する情報と、当該無線端末に割り当てたチャネルに関する情報とを含む通知情報を含む通知フレームを受信する(S201)。

0095

無線端末は、アクセスポイント11から受信したフレームを解析することにより、自端末が指定されているかを判断する(S202)。自端末が指定されていなければ(S203のNO)、本処理を終了する。自端末が指定されている場合は(S203のYES)、フレームに含まれる通知情報に従って、自端末に割り当てられたチャネルを特定し、他の無線端末と同時に、アクセスポイント11とMU−MC通信を行う(S204)。アクセスポイント11は、各無線端末に割り当てたチャネルを用いて、各無線端末とMU−MC通信を行う。

0096

例えば、図2に示した動作例のように、無線端末は、通知フレームの受信後、一定時間T1経過後に、データフレームを送信(MU−MCアップリンク送信)する。または、図5に示した動作例のように、通知フレームの受信後、一定時間T11経過後にRTSフレームを送信する。その応答としてCTSフレームをアクセスポイントから受信したら、一定時間T13経過後に、データフレームを送信(MU−MCアップリンク送信)する。または、図7に示した動作例のように、アクセスポイントが、通知フレームの送信完了から一定時間T21経過後に、各無線端末へデータフレームが送信(MU−MCダウンリンク送信)されるため、無線端末は自端末の割り当てチャネルで当該データフレームの受信待ちを行う。また、図9に示した動作例のように、アクセスポイントが通知フレームの送信完了から一定時間T31後に、各無線端末にRTSフレームを送信するため、各無線端末が自端末の割り当てチャネルで受信待ちを行う。RTSフレームの受信後は、それへの応答としてCTSフレームを送信し、一定時間T33経過後に、アクセスポイント11から送信されるデータフレームの受信待ちを行う。図2図5図7図9のどの動作を行うかの情報が通知フレームに記載され、その情報に従って動作してもよいし、システム仕様でいずれの動作を行うかが事前に定まっている場合は、当該情報を通知フレームに記載する必要は無い。

0097

以上、第1の実施形態によれば、MU−MC通信の対象として選択した無線端末と、当該無線端末に割り当てたチャネルとに関する通知情報を含む通知フレームを送信することにより、MU−MC対象となる無線端末の通知と、当該無線端末へ割り当てたチャネルの通知とを効率的に行うことができる。よって、MU−MC通信の決定から、MU−MC通信を開始するまでの時間を短くでき、システムの効率を向上させることができる。この効果は、選択する無線端末の台数が多ければ多いほど、大きく発揮される。また、通知フレームを予め決めた特定のチャネルで送信するようにしたことにより、無線端末は全チャネルでの受信待ちを行う必要はない。よって、無線端末の消費電力を低減できる。

0098

(第2の実施形態)
第1の実施形態で、所定周波数帯域内のチャネルはチャネル1〜8まであり、これらのチャネルは連続しているとしたが、このチャネルの連続について補足の説明をする。

0099

IEEE802.11規格でのチャネル番号は、5MHz間隔であり、20MHzのチャネル幅とした場合に、チャネル同士が被らないチャネル番号の間隔は、4つおきとなる。本明細書でのチャネルセットでの連続するチャネルは、チャネル同士が被らないで連続したチャネルの意味で記載している。明細書中でのチャネル番号とは便宜的なもので、実際はch.1はIEEE802.11規格での5GHz帯のチャネル番号36、ch.2はIEEE802.11規格での5GHz帯のチャネル番号40、というように解釈すればよい。

0100

[5GHz帯]
IEEE802.11規格での5GHz帯では、基本的にチャネル番号が20MHz間隔で用いられるので、その使われているチャネル番号に則って考えて問題ない。

0101

[2.4GHz帯]
一方、2.4GHz帯では、図15のように、基準チャネルの選択が、北米や中国などでは25MHz間隔(図15(A))で、欧州では30MHz間隔(図15(B))で行われている。そこで、明細書中のch.1は、IEEE802.11規格での2.4GHz帯のチャネル番号1、ch.2はIEEE802.11規格での2.4GHz帯のチャネル番号6、というように、北米や中国に倣って25MHz間隔(図15(A))のものとするのでもよい。または、明細書中のch.1は、IEEE802.11規格での2.4GHz帯のチャネル番号1、ch.2はIEEE802.11規格での2.4GHz帯のチャネル番号7、というように欧州に倣って30MHz間隔((図15(B)))のものとするのでもよい。あるいは図15(C)に示すように、5GHz帯での20MHzチャネル間隔に倣い、明細書中のch.1はIEEE802.11規格での2.4GHz帯のチャネル番号1、ch.2はIEEE802.11規格での2.4GHz帯のチャネル番号5、というようにするのでもよい。図15(C)は、図15(A)および図15(B)以外に、今後考えられるチャネル選択を例示したものである。ただし、北米や中国、欧州のような場合、別の無線通信システムが、2.4GHz帯のチャネル番号6や7を、少なくとも一部のチャネルとして選択していると、チャネル番号5と一部周波数帯域が被ることになる。この場合、互いの無線通信システムが影響する周波数帯域が広がりチャネル利用効率が下がる。

0102

(第3の実施形態)
図16は、第3の実施形態に係るアクセスポイントに搭載される無線通信装置のハードウェア構成例を示したものである。この構成例は一例であり、本実施形態はこれに限定されるものではない。図11に示した無線通信装置と基本的な動作は同じであるため、構成上の違いを中心に説明し、重複する説明は省略する。

0103

本無線通信装置は、ベースバンド部111、RF部121と、アンテナ12A〜12Dとを備える。

0104

ベースバンド部111は、制御回路プロトコルスタック)112と、送信処理回路113と、受信処理回路114と、DA変換回路115、116と、AD変換回路117、118とを含む。RF部121とベースバンド部111は1チップのIC(IntegratedCircuit:集積回路)で構成されてもよい。

0105

ベースバンド部111は、一例としてベースバンドLSIまたはベースバンドICである。また、別の例として、ベースバンド部111がIC132とIC131とを備えてもよい。このとき、IC132が制御回路112と送信処理回路113と受信処理回路114とを含み、IC131が、DA変換回路115、116とAD変換回路117、118を含んでもよい。

0106

制御回路112は、一例として、通信を制御する通信制御装置、または通信を制御する制御部に対応する。このとき無線通信部は、送信処理回路113と受信処理回路114を含んでもよい。さらに無線通信部は、送信処理回路113と受信処理回路114に加えて、DA変換回路115、116およびAD変換回路117、118を含んでもよい。さらに、無線通信部は、送信処理回路113、受信処理回路114、DA変換回路115、116およびAD変換回路117、118に加えて、送信回路122および受信回路123を含んでもよい。本実施形態に係る集積回路は、ベースバンド部111の全部または一部の処理、すなわち、制御回路112、送信処理回路113、受信処理回路114、DA115、116およびDA117、118の全部または一部の処理を行うプロセッサを備えていてもよい。

0107

または、IC132が、通信を制御する通信制御装置に対応してもよい。このとき無線通信部は、送信回路122および受信回路123を含んでもよい。さらに無線通信部は、送信回路122および受信回路123に加え、DA変換回路115、116およびAD変換回路117、118を含んでもよい。

0108

ベースバンド部111における制御回路112は、図11のバッファ104を含み、またMAC層等の処理を行う。制御回路112は、クロックを生成するクロック生成部を含んでもよい。送信処理回路113は、変調処理や物理ヘッダの付加など、所望の物理層の処理を行い、例えば2種類のデジタルベースバンド信号(以下、デジタルI信号とデジタルQ信号)を生成する。MIMO送信の場合は各ストリームに応じてそれぞれ2種類のデジタルベースバンド信号を生成する。DA変換回路115、117は、送信処理回路113から入力される信号をDA変換する。より詳細には、DA変換回路115はデジタルI信号をアナログのI信号に変換し、DA変換回路216はデジタルQ信号をアナログのQ信号に変換する。なお、直交変調せずに一系統の信号のままで送信する場合もありうる。
この場合、DA変換回路は1つだけでもよい。また、一系統または複数系統送信信号をアンテナの数だけ振り分けて送信する場合には、アンテナの数に応じた数のDA変換回路を設けてもよい。

0109

RF部121は、一例としてRFアナログICあるいは高周波ICである。RF部121における送信回路122は、DA変換後のフレームの信号から所望帯域の信号を抽出する送信フィルタ発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、フィルタリング後の信号を無線周波数にアップコンバートするミキサアップコンバート後の信号を増幅するプリアンプ(PA)等を含む。

0110

RF部121における受信回路123は、アンテナで受信された信号を増幅するLNA(低雑音増幅器)、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、増幅後の信号をベースバンドにダウンコンバートするミキサ、ダウンコーバート後の信号から所望帯域の信号を抽出する受信フィルタ等を含む。より詳細には、受信回路123は、不図示の低雑音増幅器で低雑音増幅された受信信号を互いに90°位相のずれた搬送波により直交復調して、受信信号と同位相のI(In−phase)信号と、これより90°位相が遅れたQ(Quad−phase)信号とを生成する。これらI信号とQ信号は、ゲインが調整された後に、受信回路123から出力される。

0111

ベースバンド部111におけるAD変換回路117、118は、受信回路123からの入力信号をAD変換する。より詳細には、AD変換回路117はI信号をデジタルI信号に変換し、AD変換回路118はQ信号をデジタルQ信号に変換する。なお、直交復調せずに一系統の信号だけを受信する場合もありうる。この場合、AD変換回路は1つだけでよい。また、複数のアンテナが設けられる場合には、アンテナの数に応じた数のAD変換回路を設けてもよい。受信処理回路114は、物理層の処理、復調処理等を行う。受信処理回路114は、物理層の処理の一部として、チャネルに関するデジタルフィルタ処理を行ってもよい。制御回路112は復調後のフレームに対してMAC層等の処理を行う。なお、制御回路112は、無線端末とのMIMO通信を行う場合は、MIMOに関する処理を行ってもよい。例えば、伝搬路推定の処理、送信ウェイト計算処理、ストリームの分離処理等を行う。

0112

なお、アンテナ12A〜12Dを、送信回路122および受信回路123のいずれか一方に切り換えるスイッチがRF部に配置されてもよい。スイッチ制御により、送信時にはアンテナ12A〜12Dを送信回路122に接続し、受信時には、アンテナ12A〜12Dを受信回路123に接続する。

0113

上述した各部の処理の詳細は、図11の説明から自明であるため、重複する説明は省略する。

0114

図17は、第3の実施形態に係る無線端末に搭載される無線通信装置のハードウェア構成例を示したものである。この構成例は一例であり、本実施形態はこれに限定されるものではない。図12に示した無線通信装置と基本的な動作は同じであるため、構成上の違いを中心に説明し、重複する説明は省略する。

0115

本無線通信装置は、ベースバンド部211、RF部221と、アンテナ1Aとを備える。RF部221とベースバンド部211は1チップのICで構成されてもよい。

0116

ベースバンド部211は、制御回路(プロトコルスタック)212と、送信処理回路213と、受信処理回路214と、DA変換回路215、216と、AD変換回路217、218とを含む。

0117

ベースバンド部211は、一例としてベースバンドLSIまたはベースバンドICである。また、別の例として、ベースバンド部211が、IC232とIC231とを備えてもよい。このとき、IC232が制御回路212と送信処理回路213と受信処理回路214とを含み、IC231が、DA変換回路215、216とAD変換回路217、218を含んでもよい。

0118

制御回路212は、一例として、通信を制御する通信制御装置、または通信を制御する制御部に対応する。このとき無線通信部は、送信処理回路213と受信処理回路214を含んでもよい。さらに無線通信部は、送信処理回路213と受信処理回路214に加えて、DA変換回路215、216およびAD変換回路217、218を含んでもよい。さらに、無線通信部は、送信処理回路213、受信処理回路214、DA変換回路215、216およびAD変換回路217、218に加えて、送信回路222および受信回路223を含んでもよい。本実施形態に係る集積回路は、ベースバンド部211の全部または一部の処理、すなわち、制御回路212、送信処理回路213、受信処理回路214、DA215、216およびDA217、218の全部または一部の処理を行うプロセッサを備えていてもよい。

0119

または、IC232が、通信を制御する通信制御装置に対応してもよい。このとき無線通信部は、送信回路222および受信回路223を含んでもよい。さらに無線通信部は、送信回路222および受信回路223に加え、DA変換回路215、216およびAD変換回路217、218を含んでもよい。

0120

ベースバンド部211における制御回路212は、図12のバッファ204を含み、またMAC層等の処理を行う。制御回路212は、クロックを生成するクロック生成部を含んでもよい。送信処理回路213は、変調処理や物理ヘッダの付加など、所望の物理層の処理を行い、例えば2種類のデジタルベースバンド信号(以下、デジタルI信号とデジタルQ信号)を生成する。MIMO送信の場合は各ストリームに応じてそれぞれ2種類のデジタルベースバンド信号を生成する。。DA変換回路215、216は、送信処理回路213から入力される信号をDA変換する。より詳細には、DA変換回路215はデジタルI信号をアナログのI信号に変換し、DA変換回路216はデジタルQ信号をアナログのQ信号に変換する。なお、直交変調せずに一系統の信号のままで送信する場合もありうる。この場合、DA変換回路は1つだけでもよい。また、一系統または複数系統の送信信号をアンテナの数だけ振り分けて送信する場合には、アンテナの数に応じた数のDA変換回路を設けてもよい。

0121

RF部221は、一例としてRFアナログICあるいは高周波ICである。RF部221における送信回路222は、DA変換後のフレームの信号から所望帯域の信号を抽出する送信フィルタ、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、フィルタリング後の信号を無線周波数にアップコンバートするミキサ、アップコンバート後の信号を増幅するプリアンプ(PA)等を含む。

0122

受信回路223は、アンテナで受信された信号を増幅するLNA(低雑音増幅器)、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、増幅後の信号をベースバンドにダウンコンバートするミキサ、ダウンコーバート後の信号から所望帯域の信号を抽出する受信フィルタ等を含む。より詳細には、受信回路223は、不図示の低雑音増幅器で低雑音増幅された受信信号を互いに90°位相のずれた搬送波により直交復調して、受信信号と同位相のI(In−phase)信号と、これより90°位相が遅れたQ(Quad−phase)信号とを生成する。これらI信号とQ信号は、ゲインが調整された後に、受信回路223から出力される。

0123

ベースバンド部211におけるAD変換回路217、218は、受信回路223からの入力信号をAD変換する。より詳細には、AD変換回路117はI信号をデジタルI信号に変換し、AD変換回路118はQ信号をデジタルQ信号に変換する。なお、直交復調せずに一系統の信号だけを受信する場合もありうる。この場合、AD変換回路は1つだけでよい。また、複数のアンテナが設けられる場合には、アンテナの数に応じた数のAD変換回路を設けてもよい。受信処理回路214は、物理層の処理、復調処理等を行う。制御回路212は復調後のフレームに対してMAC層等の処理を行う。受信処理回路214は、物理層の処理の一部として、チャネルに関するデジタルフィルタ処理を行ってもよい。

0124

なお、無線端末がアンテナを複数備えて、MIMOに対応する場合には、制御回路212は、MIMOに関する処理を行ってもよい。例えば、伝搬路推定の処理、送信ウェイト計算処理、ストリームの分離処理等を行う。

0125

なお、アンテナ1Aを、送信回路222および受信回路223のいずれか一方に切り換えるスイッチがRF部221に配置されてもよい。スイッチ制御により、送信時にはアンテナ1Aを送信回路222に接続し、受信時には、アンテナ1Aを受信回路223に接続する。

0126

上述した各部の処理の詳細は、図12の説明から自明であるため、重複する説明は省略する。

0127

(第4の実施形態)
図18(A)および図18(B)は、それぞれ第4の実施形態に係る無線端末の斜視図である。図18(A)の無線端末はノートPC301であり、図18(B)の無線端末は移動体端末321である。それぞれ、無線端末(アクセスポイントを含む)の一形態に対応する。ノートPC301および移動体端末321は、それぞれ無線通信装置305、315を搭載している。無線通信装置305、315として、これまで説明してきた無線端末に搭載されていた無線通信装置(図12図17等)、またはアクセスポイント11に搭載されていた無線通信装置(図11図16等)を用いることができる。無線通信装置を搭載する無線端末は、ノートPCや移動体端末に限定されない。例えば、TV、デジタルカメラウェアラブルデバイスタブレットスマートフォンゲーム装置ネットワークストレージ装置モニタデジタルオーディオプレーヤWebカメラビデオカメラプロジェクトナビゲーションシステム外部アダプタ、内部アダプタセットトップボックスゲートウェイプリンタサーバモバイルアクセスポイントルータエンタープライズサービスプロバイダアクセスポイント、ポータブル装置ハンドヘルド装置等にも搭載可能である。

0128

また、無線端末またはアクセスポイント11に搭載されていた無線通信装置は、メモリーカードにも搭載可能である。当該無線通信装置をメモリーカードに搭載した例を図19に示す。メモリーカード331は、無線通信装置355と、メモリーカード本体332とを含む。メモリーカード331は、外部の装置(無線端末またはアクセスポイント11等)との無線通信のために無線通信装置335を利用する。なお、図19では、メモリーカード331内の他の要素(例えばメモリ等)の記載は省略している。

0129

(第5の実施形態)
第5の実施形態では、第1〜4のいずれかの実施形態に係る無線通信装置(アクセスポイントの無線通信装置または無線端末の無線通信装置またはこれらの両方)の構成に加えて、バス、プロセッサ部、及び外部インターフェース部を備える。プロセッサ部及び外部インターフェース部は、バスを介してバッファと接続される。プロセッサ部ではファームウエアが動作する。このように、ファームウエアを無線通信装置に含める構成とすることにより、ファームウエアの書き換えによって無線通信装置の機能の変更を容易に行うことが可能となる。ファームウエアが動作するプロセッサ部は、本実施形態に係る通信制御装置または制御部の処理を行うプロセッサであってもよいし、当該処理の機能拡張または変更に係る処理を行う別のプロセッサであってもよい。ファームウエアが動作するプロセッサ部を、本実施形態に係るアクセスポイントあるいは無線端末が備えてもよい。または当該プロセッサ部を、アクセスポイントに搭載される無線通信装置内の集積回路、または無線端末に搭載される無線通信装置内の集積回路が備えてもよい。

0130

(第6の実施形態)
第6の実施形態では、第1〜4のいずれかの実施形態に係る無線通信装置(アクセスポイントの無線通信装置または無線端末の無線通信装置またはこれらの両方)の構成に加えて、クロック生成部を備える。クロック生成部は、クロックを生成して出力端子より無線通信装置の外部にクロックを出力する。このように、無線通信装置内部で生成されたクロックを外部に出力し、外部に出力されたクロックによってホスト側を動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側とを同期させて動作させることが可能となる。

0131

(第7の実施形態)
第7の実施形態では、第1〜4のいずれかの実施形態に係る無線通信装置(アクセスポイントの無線通信装置または無線端末の無線通信装置またはこれらの両方)の構成に加えて、電源部、電源制御部、及び無線電力給電部を含む。電源制御部は、電源部と無線電力給電部とに接続され、無線通信装置に供給する電源を選択する制御を行う。このように、電源を無線通信装置に備える構成とすることにより、電源を制御した低消費電力化動作が可能となる。

0132

(第8の実施形態)
第8の実施形態では、第7の実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、SIMカードを含む。SIMカードは、無線通信装置における送信部または受信部または制御部と接続される。このように、SIMカードを無線通信装置に備える構成とすることにより、容易に認証処理を行うことが可能となる。

0133

(第9の実施形態)
第9の実施形態では、第5の実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、動画像圧縮伸長部を含む。動画像圧縮/伸長部は、バスと接続される。このように、動画像圧縮/伸長部を無線通信装置に備える構成とすることにより、圧縮した動画像の伝送と受信した圧縮動画像の伸長とを容易に行うことが可能となる。

0134

(第10の実施形態)
第10の実施形態では、第1〜4のいずれかの実施形態に係る無線通信装置(アクセスポイントの無線通信装置または無線端末の無線通信装置またはこれらの両方)の構成に加えて、LED部を含む。LED部は、送信部または受信部または制御部と接続される。このように、LED部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。

0135

(第11の実施形態)
第11の実施形態では、第1〜4のいずれかの実施形態に係る無線通信装置(アクセスポイントの無線通信装置または無線端末の無線通信装置またはこれらの両方)の構成に加えて、バイブレータ部を含む。バイブレータ部は、送信部または受信部または制御部と接続される。このように、バイブレータ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。

0136

(第12の実施形態)
第12の実施形態では、第1〜4のいずれかの実施形態に係る無線通信装置(アクセスポイントの無線通信装置または無線端末の無線通信装置)の構成に加えて、ディスプレイを含む。ディスプレイは、図示しないバスを介して、無線通信装置の制御部(101または201)に接続されてもよい。このようにディスプレイを備える構成とし、無線通信装置の動作状態をディスプレイに表示することで、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。

0137

(第13の実施形態)
本実施形態では、[1]無線通信システムにおけるフレーム種別、[2]無線通信装置間の接続切断の手法、[3]無線LANシステムアクセス方式、[4]無線LANのフレーム間隔について説明する。
[1]通信システムにおけるフレーム種別
一般的に無線通信システムにおける無線アクセスプロトコル上で扱うフレームは、前述したように、大別してデータ(data)フレーム、管理(management)フレーム、制御(control)フレームの3種類に分けられる。これらの種別は、通常、フレーム間で共通に設けられるヘッダ部で示される。フレーム種別の表示方法としては、1つのフィールドで3種類を区別できるようにしてあってもよいし、2つのフィールドの組み合わせで区別できるようにしてあってもよい。IEEE802.11規格では、フレーム種別の識別は、MACフレームのフレームヘッダ部にあるFrame Controlフィールドの中のType、Subtypeという2つのフィールドで行う。データフレームか、管理フレームか、制御フレームかの大別はTypeフィールドで行われ、大別されたフレームの中での細かい種別、例えば管理フレームの中のBeaconフレームといった識別はSubtypeフィールドで行われる。

0138

管理フレームは、他の無線通信装置との間の物理的な通信リンクの管理に用いるフレームである。例えば、他の無線通信装置との間の通信設定を行うために用いられるフレームや通信リンクをリリースする(つまり接続を切断する)ためのフレーム、無線通信装置でのパワーセーブ動作に係るフレームがある。

0139

データフレームは、他の無線通信装置と物理的な通信リンクが確立した上で、無線通信装置の内部で生成されたデータを他の無線通信装置に送信するフレームである。データは本実施形態の上位層で生成され、例えばユーザの操作によって生成される。

0140

制御フレームは、データフレームを他の無線通信装置との間で送受(交換)する際の制御に用いられるフレームである。無線通信装置がデータフレームや管理フレームを受信した場合にその送達確認のために送信される応答フレームは、制御フレームに属する。応答フレームは、例えばACKフレームやBlockACKフレームである。またRTSフレームやCTSフレームも制御フレームである。

0141

これら3種類のフレームは、物理層で必要に応じた処理を経て物理パケットとしてアンテナを経由して送出される。なお、IEEE802.11規格(前述のIEEE Std
802.11ac−2013などの拡張規格を含む)では接続確立の手順の1つとしてアソシエーション(association)プロセスがあるが、その中で使われるAssociationRequestフレームとAssociation Responseフレームが管理フレームであり、Association RequestフレームやAssociation Responseフレームはユニキャストの管理フレームであることから、受信側無線通信端末に応答フレームであるACKフレームの送信を要求し、このACKフレームは上述のように制御フレームである。

0142

[2]無線通信装置間の接続切断の手法
接続の切断(リリース)には、明示的な手法と暗示的な手法とがある。明示的な手法としては、接続を確立している無線通信装置間のいずれか一方が切断のためのフレームを送信する。IEEE802.11規格ではDeauthenticationフレームがこれに当たり、管理フレームに分類される。通常、接続を切断するフレームを送信する側の無線通信装置では当該フレームを送信した時点で、接続を切断するフレームを受信する側の無線通信装置では当該フレームを受信した時点で、接続の切断と判定する。その後、非基地局の無線通信端末であれば通信フェーズでの初期状態、例えば接続するBSS探索する状態に戻る。無線通信基地局がある無線通信端末との間の接続を切断した場合には、例えば無線通信基地局が自BSSに加入する無線通信端末を管理する接続管理テーブルを持っているならば当該接続管理テーブルから当該無線通信端末に係る情報を削除する。例えば、無線通信基地局が自BSSに加入する各無線通信端末に接続をアソシエーションプロセスで許可した段階で、AIDを割り当てる場合には、当該接続を切断した無線通信端末のAIDに関連づけられた保持情報を削除し、当該AIDに関してはリリースして他の新規加入する無線通信端末に割り当てられるようにしてもよい。

0143

一方、暗示的な手法としては、接続を確立した接続相手の無線通信装置から一定期間フレーム送信(データフレーム及び管理フレームの送信、あるいは自装置が送信したフレームへの応答フレームの送信)を検知しなかった場合に、接続状態の切断の判定を行う。このような手法があるのは、上述のように接続の切断を判定するような状況では、接続先の無線通信装置と通信距離が離れて無線信号受信不可あるいは復号不可になるなど物理的な無線リンクが確保できない状態が考えられるからである。すなわち、接続を切断するフレームの受信を期待できないからである。

0144

暗示的な方法で接続の切断を判定する具体例としては、タイマを使用する。例えば、送達確認応答フレームを要求するデータフレームを送信する際、当該フレームの再送期間を制限する第1のタイマ(例えばデータフレーム用の再送タイマ)を起動し、第1のタイマが切れるまで(つまり所望の再送期間が経過するまで)当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行う。当該フレームへの送達確認応答フレームを受信すると第1のタイマは止められる。

0145

一方、送達確認応答フレームを受信せず第1のタイマが切れると、例えば接続相手の無線通信装置がまだ(通信レンジ内に)存在するか(言い換えれば、無線リンクが確保できているか)を確認するための管理フレームを送信し、それと同時に当該フレームの再送期間を制限する第2のタイマ(例えば管理フレーム用の再送タイマ)を起動する。第1のタイマと同様、第2のタイマでも、第2のタイマが切れるまで当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行い、第2のタイマが切れると接続が切断されたと判定する。接続が切断されたと判定した段階で、前記接続を切断するフレームを送信するようにしてもよい。

0146

あるいは、接続相手の無線通信装置からフレームを受信すると第3のタイマを起動し、新たに接続相手の無線通信装置からフレームを受信するたびに第3のタイマを止め、再び初期値から起動する。第3のタイマが切れると前述と同様に接続相手の無線通信装置がまだ(通信レンジ内に)存在するか(言い換えれば、無線リンクが確保できているか)を確認するための管理フレームを送信し、それと同時に当該フレームの再送期間を制限する第2のタイマ(例えば管理フレーム用の再送タイマ)を起動する。この場合も、第2のタイマが切れるまで当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行い、第2のタイマが切れると接続が切断されたと判定する。この場合も、接続が切断されたと判定した段階で、前記接続を切断するフレームを送信するようにしてもよい。後者の、接続相手の無線通信装置がまだ存在するかを確認するための管理フレームは、前者の場合の管理フレームとは異なるものであってもよい。また後者の場合の管理フレームの再送を制限するためのタイマは、ここでは第2のタイマとして前者の場合と同じものを用いたが、異なるタイマを用いるようにしてもよい。

0147

[3]無線LANシステムのアクセス方式
例えば、複数の無線通信装置と通信または競合することを想定した無線LANシステムがある。IEEE802.11無線LANではCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Carrier Avoidance)をアクセス方式の基本としている。ある無線通信装置の送信を把握し、その送信終了から固定時間を置いて送信を行う方式では、その無線通信装置の送信を把握した複数の無線通信装置で同時に送信を行うことになり、その結果、無線信号が衝突してフレーム送信に失敗する。ある無線通信装置の送信を把握し、その送信終了からランダム時間待つことで、その無線通信装置の送信を把握した複数の無線通信装置での送信が確率的に分散することになる。よって、ランダム時間の中で最も早い時間を引いた無線通信装置が1つなら無線通信装置のフレーム送信は成功し、フレームの衝突を防ぐことができる。ランダム値に基づき送信権の獲得が複数の無線通信装置間で公平になることから、Carrier Avoidanceを採用した方式は、複数の無線通信装置間で無線媒体共有するために適した方式であるということができる。

0148

[4]無線LANのフレーム間隔
IEEE802.11無線LANのフレーム間隔について説明する。IEEE802.11無線LANで用いられるフレーム間隔は、distributed coordination function interframe space(DIFS)、arbitration interframe space(AIFS)、point coordination function interframe space(PIFS)、short interframe space(SIFS)、extended interframe space(EIFS)、reduced interframe space(RIFS)の6種類ある。

0149

フレーム間隔の定義は、IEEE802.11無線LANでは送信前にキャリアセンスアイドルを確認して開けるべき連続期間として定義されており、厳密な前のフレームからの期間は議論しない。従ってここでのIEEE802.11無線LANシステムでの説明においてはその定義を踏襲する。IEEE802.11無線LANでは、CSMA/CAに基づくランダムアクセスの際に待つ時間を固定時間とランダム時間との和としており、固定時間を明確にするため、このような定義になっているといえる。

0150

DIFSとAIFSとは、CSMA/CAに基づき他の無線通信装置と競合するコンテンション期間にフレーム交換開始を試みるときに用いるフレーム間隔である。DIFSは、トラヒック種別による優先権の区別がないとき、AIFSはトラヒック種別(Traffic Identifier:TID)による優先権が設けられている場合に用いる。

0151

DIFSとAIFSとで係る動作としては類似しているため、以降では主にAIFSを用いて説明する。IEEE802.11無線LANでは、MAC層でフレーム交換の開始などを含むアクセス制御を行う。さらに、上位層からデータを渡される際にQoS(Quality of Service)対応する場合には、データとともにトラヒック種別が通知され、トラヒック種別に基づいてデータはアクセス時の優先度クラス分けがされる。このアクセス時のクラスをアクセスカテゴリ(Access Category:AC)と呼ぶ。従って、アクセスカテゴリごとにAIFSの値が設けられることになる。

0152

PIFSは、競合する他の無線通信装置よりも優先権を持つアクセスができるようにするためのフレーム間隔であり、DIFS及びAIFSのいずれの値よりも期間が短い。SIFSは、応答系の制御フレームの送信時あるいは一旦アクセス権を獲得した後にバーストでフレーム交換を継続する場合に用いることができるフレーム間隔である。EIFSはフレーム受信に失敗した(受信したフレームがエラーであると判定した)場合に起動されるフレーム間隔である。

0153

RIFSは一旦アクセス権を獲得した後にバーストで同一無線通信装置に複数のフレームを連続して送信する場合に用いることができるフレーム間隔であり、RIFSを用いている間は送信相手の無線通信装置からの応答フレームを要求しない。

0154

ここでIEEE802.11無線LANにおけるランダムアクセスに基づく競合期間のフレーム交換の一例を図29に示す。

0155

ある無線通信装置においてデータフレーム(W_DATA1)の送信要求が発生した際に、キャリアセンスの結果、媒体がビジーである(busy medium)と認識する場合を想定する。この場合、キャリアセンスがアイドルになった時点から固定時間のAIFSを空け、その後ランダム時間(random backoff)空いたところで、データフレームW_DATA1を通信相手に送信する。なお、キャリアセンスの結果、媒体がビジーではない、つまり媒体がアイドル(idle)であると認識した場合には、キャリアセンスを開始した時点から固定時間のAIFSを空けて、データフレームW_DATA1を通信相手に送信する。

0156

ランダム時間は0から整数で与えられるコンテンションウィンドウ(Contention Window:CW)の間の一様分布から導かれる擬似ランダム整数にスロット時間をかけたものである。ここで、CWにスロット時間をかけたものをCW時間幅と呼ぶ。
CWの初期値はCWminで与えられ、再送するたびにCWの値はCWmaxになるまで増やされる。CWminとCWmaxとの両方とも、AIFSと同様アクセスカテゴリごとの値を持つ。W_DATA1の送信先の無線通信装置では、データフレームの受信に成功し、かつ当該データフレームが応答フレームの送信を要求するフレームであるとそのデータフレームを内包する物理パケットの無線媒体上での占有終了時点からSIFS時間後に応答フレーム(W_ACK1)を送信する。W_DATA1を送信した無線通信装置は、W_ACK1を受信すると送信バースト時間制限内であればまたW_ACK1を内包する物理パケットの無線媒体上での占有終了時点からSIFS時間後に次のフレーム(例えばW_DATA2)を送信することができる。

0157

AIFS、DIFS、PIFS及びEIFSは、SIFSとスロット時間との関数になるが、SIFSとスロット時間とは物理層ごとに規定されている。また、AIFS、CWmin及びCWmaxなどアクセスカテゴリごとに値が設けられるパラメータは、通信グループ(IEEE802.11無線LANではBasic Service Set(BSS))ごとに設定可能であるが、デフォルト値が定められている。

0158

例えば、802.11acの規格策定では、SIFSは16μs、スロット時間は9μsであるとして、それによってPIFSは25μs、DIFSは34μs、AIFSにおいてアクセスカテゴリがBACKGROUND(AC_BK)のフレーム間隔はデフォルト値が79μs、BEST EFFORT(AC_BE)のフレーム間隔はデフォルト値が43μs、VIDEO(AC_VI)とVOICE(AC_VO)のフレーム間隔はデフォルト値が34μs、CWminとCWmaxとのデフォルト値は、各々AC_BKとAC_BEとでは31と1023、AC_VIでは15と31、AC_VOでは7と15になるとする。なお、EIFSは、基本的にはSIFSとDIFSと最も低速な必須の物理レートで送信する場合の応答フレームの時間長の和である。なお効率的なEIFSの取り方ができる無線通信装置では、EIFSを起動した物理パケットへの応答フレームを運ぶ物理パケットの占有時間長を推定し、SIFSとDIFSとその推定時間の和とすることもできる。

0159

なお、本発明の実施形態のフレームは、例えばIEEE802.11規格でフレームと呼ばれているもののみならず、パケットと呼ばれているものであってもよい。また、基地局が複数の端末に複数のフレームを送信する場合において、当該送信する複数のフレームは、同じものであっても異なるものであってもよい。一般的な表現として、基地局が複数のフレームまたは複数の第Xフレームを送信または受信すると表現する場合、これらのフレームまたは第Xフレームは同じものであっても異なるものであってもよい。Xには状況に応じて任意の値を入れることができる。

0160

本実施形態で用いられる用語は、広く解釈されるべきである。例えば用語“プロセッサ”は、汎用目的プロセッサ、中央処理装置(CPU)、マイクロプロセッサデジタル信号プロセッサ(DSP)、コントローラマイクロコントローラ状態マシンなどを包含してもよい。状況によって、“プロセッサ”は、特定用途向け集積回路フィールドプログラマブルゲートアレイFPGA)、プログラム可能論理回路PLD)などを指してもよい。“プロセッサ”は、複数のマイクロプロセッサのような処理装置の組み合わせ、DSPおよびマイクロプロセッサの組み合わせ、DSPコア協働する1つ以上のマイクロプロセッサを指してもよい。

0161

別の例として、用語“メモリ”は、電子情報を格納可能な任意の電子部品を包含してもよい。“メモリ”は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、プログラム可能読み出し専用メモリ(PROM)、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能PROM(EEPROM)、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)、フラッシュメモリ磁気または光学データストレージを指してもよく、これらはプロセッサによって読み出し可能である。プロセッサがメモリに対して情報を読み出しまたは書き込みまたはこれらの両方を行うならば、メモリはプロセッサと電気的に通信すると言うことができる。メモリは、プロセッサに統合されてもよく、この場合も、メモリは、プロセッサと電気的に通信していると言うことができる。

0162

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。

0163

項目1]
複数の無線通信装置のそれぞれに、1つ又は複数の周波数リソースを割り当てて前記複数の無線通信装置と周波数多重通信する無線通信装置であって、
前記複数の無線通信装置を指定する情報と、前記周波数多重通信用に前記複数の無線通信装置に割り当てる複数の前記周波数リソースに関する情報とを含む第1情報を含む第1フレームを、1つの周波数チャネルで送信する送信部を備え、
前記複数の無線通信装置に割り当てる複数の前記周波数リソースは、互いに異なり、
前記複数の無線通信装置に割り当てた複数の前記周波数リソースを用いて、前記複数の無線通信装置と前記周波数多重通信し、
前記複数の無線通信装置に割り当てた複数の前記周波数リソースは、前記1つの周波数チャネルに含まれ、
前記第1情報は、前記複数の無線通信装置に共通に通知するための第2情報と、前記複数の無線通信装置のそれぞれに個別に通知するための第3情報とを含み、
前記第1フレームは、前記第2情報を格納する第1フィールドと、前記複数の無線通信装置のそれぞれの前記第3情報を格納する複数の第2フィールドとを有する
無線通信装置。
[項目2]
複数の前記周波数リソースに関する情報は、前記複数の無線通信装置に割り当てる複数の前記周波数リソースを識別する情報である
請求項1に記載の無線通信装置。
[項目3]
前記第1情報は、前記第1フレームの受信後、予め定めた第1時間の経過後に、前記割り当てた周波数リソースで、第2フレームを返信することの指示情報を含む
請求項1に記載の無線通信装置。
[項目4]
前記第1情報は、前記無線通信装置が前記割り当てられた周波数リソースで送信するフレームのサイズないし時間長に関する条件を指定する情報を含む
請求項1に記載の無線通信装置。
[項目5]
前記複数の無線通信装置のそれぞれの前記第3情報は、前記複数の無線通信装置のそれぞれの識別情報と、前記複数の無線通信装置のそれぞれに割り当てた前記周波数リソースの識別情報とを含む
請求項1に記載の無線通信装置。
[項目6]
少なくとも1つのアンテナを備えた、
請求項1ないし5のいずれか一項に記載の無線通信装置。
[項目7]
他の無線通信装置によって割り当てられた1つ又は複数の周波数リソースを用いて前記他の無線通信装置と周波数多重通信する複数の無線通信装置のうちの1つの無線通信装置であって、
前記複数の無線通信装置を指定する情報と、前記周波数多重通信用に前記複数の無線通信装置に割り当てられた複数の周波数リソースに関する情報とを含む第1情報を含む第1フレームを、1つの周波数チャネルで受信する受信部と、
前記第1情報で自装置が指定されている場合に、前記第1情報によって自装置に割り当てられた前記周波数リソースを特定する制御部と、
特定した周波数リソースを用いて第2フレームを送信する送信部と、を備え、
前記複数の無線通信装置に割り当てられた前記周波数リソースは、互いに異なり、
前記複数の無線通信装置に割り当てられた複数の前記周波数リソースは、前記1つの周波数チャネルに含まれ、
前記第1情報は、前記複数の無線通信装置に共通に通知するための第2情報と、前記複数の無線通信装置のそれぞれに個別に通知するための第3情報とを含み、
前記第1フレームは、前記第2情報を格納する第1フィールドと、前記複数の無線通信装置のそれぞれの前記第3情報を格納する複数の第2フィールドとを有する
無線通信装置。
[項目8]
複数の前記周波数リソースに関する情報は、前記複数の無線通信装置に割り当てられた複数の前記周波数リソースを識別する情報である
請求項7に記載の無線通信装置。
[項目9]
前記第1情報は、前記第1フレームを受信完了から予め定めた第1時間の経過後に前記第2フレームを送信することの指示情報を含み、
前記送信部は、前記指示情報に従って、前記第2フレームを、自装置に割り当てられた周波数リソースで送信する
請求項7に記載の無線通信装置。
[項目10]
前記第1情報は、自装置に割り当てられた周波数リソースで送信するフレームのサイズないし時間長に関する条件を指定する情報を含み、
前記送信部は、前記指定された情報に応じて前記第2フレームを送信する
請求項7に記載の無線通信装置。
[項目11]
少なくとも1つのアンテナを備えた、
請求項7ないし10のいずれか一項に記載の無線通信装置。
[項目12]
複数の無線通信装置のそれぞれに、1つ又は複数の周波数リソースを割り当て、前記複数の無線通信装置と周波数多重通信する無線通信方法であって、
前記複数の無線通信装置を指定する情報と、前記周波数多重通信用に前記複数の無線通信装置に割り当てる複数の周波数リソースに関する情報とを含む第1情報を含む第1フレームを、1つの周波数チャネルで送信し、
前記複数の無線通信装置に割り当てる複数の前記周波数リソースは、互いに異なり、
前記複数の無線通信装置に割り当てた前記周波数リソースを用いて、前記複数の無線通信装置と前記周波数多重通信し、
前記複数の無線通信装置に割り当てた複数の前記周波数リソースは、前記1つの周波数チャネルに含まれ、
前記第1情報は、前記複数の無線通信装置に共通に通知するための第2情報と、前記複数の無線通信装置のそれぞれに個別に通知するための第3情報とを含み、
前記第1フレームは、前記第2情報を格納する第1フィールドと、前記複数の無線通信装置のそれぞれの前記第3情報を格納する複数の第2フィールドとを有する
無線通信方法。
[項目13]
他の無線通信装置によって割り当てられた1つ又は複数の周波数リソースを用いて前記他の無線通信装置と周波数多重通信する複数の無線通信装置のうちの1つの無線通信装置によって行われる無線通信方法であって、
前記複数の無線通信装置を指定する情報と、前記周波数多重通信用に前記複数の無線通信装置に割り当てられた複数の周波数リソースに関する情報とを含む第1情報を含む第1フレームを、1つの周波数チャネルで受信し、
前記第1情報で自装置が指定されている場合に、前記第1情報によって自装置に割り当てられた前記周波数リソースを特定し、
特定した周波数リソースを用いて第2フレームを送信し、
前記複数の無線通信装置に割り当てられた前記周波数リソースは、互いに異なり、 前記複数の無線通信装置に割り当てられた複数の前記周波数リソースは、前記1つの周波数チャネルに含まれ、
前記第1情報は、前記複数の無線通信装置に共通に通知するための第2情報と、前記複数の無線通信装置のそれぞれに個別に通知するための第3情報とを含み、
前記第1フレームは、前記第2情報を格納する第1フィールドと、前記複数の無線通信装置のそれぞれの前記第3情報を格納する複数の第2フィールドとを有する
無線通信方法。

0164

1:アクセスポイント(無線端末)
12A、12B、12C、12D:アンテナ
1、2、3、4:無線端末
1A、2A、3A、4A:アンテナ
21、22、23、24:ビーム
51、61、71、81:通知フレーム
101、201:制御部
102、202:送信部
103、203:受信部
104、204:バッファ
111、211:ベースバンド部
121、221:RF部
122、222:送信回路
123、223:受信回路
112、212:制御回路
113、213:送信処理回路
114、214:受信処理回路
115、116、215、216:DA変換回路
117、118、217、218:AD変換回路
301:ノートPC
305、315、355:無線通信装置
321:移動体端末
331:メモリーカード
332:メモリーカード本体

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