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技術 アクセスポイント装置、ステーション装置、通信方法

出願人 シャープ株式会社
発明者 難波秀夫留場宏道
出願日 2017年9月1日 (3年8ヶ月経過) 出願番号 2017-168342
公開日 2020年12月24日 (4ヶ月経過) 公開番号 2020-205461
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 洗濯機器 先導者 処理ポイント数 パワーセーブ動作 M系列 キッチン機器 生活機器 分散制御用
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図面 (20)

課題

ウェイクアップ無線信号無線LAN信号の両方を送信するアクセスポイントに接続するステーションが、ウェイクアップ無線信号の受信失敗により待機モードからの復帰を失敗してしまうこと。

解決手段

本発明のアクセスポイント装置ステーション装置の間で待機状態移行するためのシグナリング直後、アクセスポイント装置がウェイクアップ無線信号を送信し、該ウェイクアップ無線信号の到達確認後に待機状態に移行することを特徴とする。

概要

背景

近年、比較的自由に使用できる自営の端末装置基地局装置を少なくとも含んで構成される無線通信システムの利用が進んでおり、いわゆる無線LANをはじめとする様々な形態で様々な用途に用いられている。特に無線LANは導入の難易度が低く、インターネットへの接続を確保するネットワーク形態や、外部から隔離されたネットワーク形態のどちらにも適用可能で、広い用途に使用されている。無線LANは、普及当初は通信速度が1Mbps程度であったが、技術の進歩と共に高速化が進み、基地局装置における通信データの総スループットは1Gbpsを超えている(非特許文献1)。

一方無線LANとは異なり、通信速度の高速化よりも端末装置の消費電力を低減することを主眼とした無線通信システムの利用も進んでいる。このような無線通信システムとしては、Bluetooth(登録商標)やZIGBEE(登録商標)などがあり、主に電池電源として使用するシステムに使用されている。

無線LANの普及が広がるに従い、無線LANを、電池を電源とする機器に導入することの要求が増えている。現在の無線LANは待機時間を増やすパワーセーブ動作が規定されているが、消費電力を減らすためには待機時間を増やすしかなく、この事は通信データが発生した際に通信が可能となるまでの待ち時間、すなわちレイテンシの増大を意味し、ユーザー体験を著しく低下させる原因となっている。

そこで、最近、無線LANの物理層に低電力で動作する無線機能を付加し、待機時間にこの付加した無線機能を用いる事で、低消費電力と待機時間の短縮化を図る通信システムの標準化活動が行われている(非特許文献2)。

概要

ウェイクアップ無線信号無線LAN信号の両方を送信するアクセスポイントに接続するステーションが、ウェイクアップ無線信号の受信失敗により待機モードからの復帰を失敗してしまうこと。本発明のアクセスポイント装置ステーション装置の間で待機状態移行するためのシグナリング直後、アクセスポイント装置がウェイクアップ無線信号を送信し、該ウェイクアップ無線信号の到達確認後に待機状態に移行することを特徴とする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1のステーション装置を含む複数のステーション装置と接続して無線通信を行うアクセスポイント装置であって、無線LAN信号ウェイクアップ無線信号を送信する送信RF部と、キャリアセンスと無線LAN信号の受信を行なう受信RF部と、送信信号受信信号を制御する制御部を備え、前記制御部が無線LAN信号を使用して、前記第1のステーション装置との間でWU移行のためのシグナリングを行い、前記シグナリング後のWUR移行状態において前記受信RF部を使用してキャリアセンスを行い、前記キャリアセンス後に送信RF部を使用してウェイクアップ無線信号を送信する事で、前記第1のステーション装置を、前記ウェイクアップ無線を使用するWU無線待機状態に移行させることを特徴とする、アクセスポイント装置。

請求項2

前記制御部は、前記ウェイクアップ無線信号を送信後、前記受信RF部で無線LAN信号を使用したウェイクアップ無線回復要求パケットを受信し、前記ウェイクアップ無線回復要求パケットを受信した後に前記ウェイクアップ無線信号を再送信するように制御することを特徴とする、請求項1に記載のアクセスポイント装置。

請求項3

前記制御部は、前記再送信時に前記ウェイクアップ無線のMCSを再設定するように制御することを特徴とする、請求項2に記載のアクセスポイント装置。

請求項4

前記WUR移行状態で送信するウェイクアップ無線信号は、前記第1のステーション装置がWU無線待機状態のときに使用するウェイクアップ無線信号と異なる事を特徴とする、請求項1から請求項3に記載のアクセスポイント装置。

請求項5

前記WUR移行状態で送信するウェイクアップ無線信号の無線フレームの長さは、前記第1のステーション装置がWU無線待機状態の時に使用するウェイクアップ無線信号の無線フレームの長さより短い事を特徴とする請求項4に記載のアクセスポイント装置。

請求項6

アクセスポイント装置と接続して無線通信を行うステーション装置であって、無線LAN信号を送信する送信RF部と、キャリアセンスと無線LAN信号とウェイクアップ無線信号を受信する受信RF部と、送信信号と受信信号を制御する制御部を備え、前記制御部が無線LAN信号を使用して前記アクセスポイント装置との間でWUR移行のためのシグナリングを行い、前記シグナリング後のWUR移行状態において前記受信RF部を使用してウェイクアップ無線信号を受信し、前記ウェイクアップ無線信号を受信した後に該ステーション装置を、ウェイクアップ無線信号を使用するWU無線待機状態に移行させる制御を行う制御部を備える事を特徴とするステーション装置。

請求項7

前記制御部は、前記WUR移行状態の所定の時間内に前記ウェイクアップ無線信号を受信しなかったときに、前記送信RF部を使用して、無線LAN信号を使用するウェイクアップ無線回復要求パケットを送信する事を特徴とする、請求項6に記載のステーション装置。

請求項8

前記制御部は、前記ウェイクアップ無線回復要求パケットを送信後、無線LAN信号を使用する前記ウェイクアップ無線回復要求パケットに対する確認応答を受信した後、前記受信RF部を使用してウェイクアップ無線信号を受信した時に、該ステーション装置を、ウェイクアップ無線信号を使用するWU無線待機状態に移行させる事を特徴とする請求項7に記載のステーション装置。

請求項9

第1のステーション装置を含む複数のステーション装置と接続して無線通信を行うアクセスポイント装置の通信方法であって、無線LAN信号を送信するステップと、ウェイクアップ無線信号を送信するステップと、キャリアセンスを行うステップと、無線LAN信号を受信するステップとを備え、無線LAN信号を使用して前記第1のステーション装置との間でWUR移行のためのシグナリングを行い、前記シグナリング後のWUR移行状態においてキャリアセンスを行い、前記キャリアセンス後にウェイクアップ無線信号を送信する事で前記第1のステーション装置を、前記ウェイクアップ無線を使用するWU無線待機状態に移行させることを特徴とする、通信方法。

請求項10

アクセスポイント装置と接続して無線通信を行うステーション装置の通信方法であって、無線LAN信号を送信するステップと、キャリアセンスを行うステップと、無線LAN信号を受信するステップと、ウェイクアップ無線信号を受信するステップとを備え、無線LAN信号を使用して前記アクセスポイント装置との間でWUR移行のためのシグナリングを行い、前記シグナリング後のWUR移行状態においてウェイクアップ無線信号を受信し、前記ウェイクアップ無線信号を受信した後に該ステーション装置を、ウェイクアップ無線信号を使用するWU無線待機状態に移行させる事を特徴とする通信方法。

技術分野

0001

本発明は、アクセスポイント装置ステーション装置、ならびに通信方法に関する。

背景技術

0002

近年、比較的自由に使用できる自営の端末装置基地局装置を少なくとも含んで構成される無線通信システムの利用が進んでおり、いわゆる無線LANをはじめとする様々な形態で様々な用途に用いられている。特に無線LANは導入の難易度が低く、インターネットへの接続を確保するネットワーク形態や、外部から隔離されたネットワーク形態のどちらにも適用可能で、広い用途に使用されている。無線LANは、普及当初は通信速度が1Mbps程度であったが、技術の進歩と共に高速化が進み、基地局装置における通信データの総スループットは1Gbpsを超えている(非特許文献1)。

0003

一方無線LANとは異なり、通信速度の高速化よりも端末装置の消費電力を低減することを主眼とした無線通信システムの利用も進んでいる。このような無線通信システムとしては、Bluetooth(登録商標)やZIGBEE(登録商標)などがあり、主に電池電源として使用するシステムに使用されている。

0004

無線LANの普及が広がるに従い、無線LANを、電池を電源とする機器に導入することの要求が増えている。現在の無線LANは待機時間を増やすパワーセーブ動作が規定されているが、消費電力を減らすためには待機時間を増やすしかなく、この事は通信データが発生した際に通信が可能となるまでの待ち時間、すなわちレイテンシの増大を意味し、ユーザー体験を著しく低下させる原因となっている。

0005

そこで、最近、無線LANの物理層に低電力で動作する無線機能を付加し、待機時間にこの付加した無線機能を用いる事で、低消費電力と待機時間の短縮化を図る通信システムの標準化活動が行われている(非特許文献2)。

先行技術

0006

IEEE std 802.11−2016
IEEE P802.11,A PAR Proposal for Wake−up radio

発明が解決しようとする課題

0007

新しい通信システムの規格化に際し、既存規格との共存が重要な課題となる。しかし、付加された無線機能で扱われる信号フレームは、既存の無線LANで扱われる信号フレームと異なる信号波形が用いられることが検討されている。そのため、既存の無線LAN信号による通信距離と付加された無線機能による通信距離が異なる事があり、通信距離限界付近に配置された無線LAN端末装置待機状態から復帰する際に問題が発生する事がある。特に付加された無線機能による通信距離が既存の無線LAN信号による通信距離より短い場合、待機状態に移行した無線LAN端末装置が付加された無線機能の信号を受信することが出来ず、通信が必要な時に復帰できない場合が発生する。

0008

本発明は以上の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、規格の異なる信号フレームの未到達に起因する待機状態からの復帰失敗を回避する、アクセスポイント装置、ステーション装置、および通信方法を開示するものである。

課題を解決するための手段

0009

(1)上記の目的を達成するために、本発明の一観点によれば、第1のステーション装置を含む複数のステーション装置と接続して無線通信を行うアクセスポイント装置であって、無線LAN信号とウェイクアップ無線信号を送信する送信RF部と、キャリアセンスと無線LAN信号の受信を行なう受信RF部と、送信信号受信信号を制御する制御部を備え、前記制御部が無線LAN信号を使用して、前記第1のステーション装置との間でWUR移行のためのシグナリングを行い、前記シグナリング後のWUR移行状態において前記受信RF部を使用してキャリアセンスを行い、前記キャリアセンス後に送信RF部を使用してウェイクアップ無線信号を送信する事で、前記第1のステーション装置を、前記ウェイクアップ無線を使用するWU無線待機状態に移行させることを特徴とする、アクセスポイント装置が提供される。

0010

(2)また、本発明の他の観点によれば、前記制御部は、前記ウェイクアップ無線信号を送信後、前記受信RF部で無線LAN信号を使用したウェイクアップ無線回復要求パケットを受信し、前記ウェイクアップ無線回復要求パケットを受信した後に前記ウェイクアップ無線信号を再送信するように制御することを特徴とする、アクセスポイント装置が提供される。

0011

(3)また、本発明の他の観点によれば、前記制御部は、前記再送信時に前記ウェイクアップ無線のMCSを再設定するように制御することを特徴とする、アクセスポイント装置が提供される。

0012

(4)また、本発明の他の観点によれば、前記WUR移行状態で送信するウェイクアップ無線信号は、前記第1のステーション装置がWU無線待機状態のときに使用するウェイクアップ無線信号と異なる事を特徴とする、アクセスポイント装置が提供される。

0013

(5)また、本発明の他の観点によれば、前記WUR移行状態で送信するウェイクアップ無線信号の無線フレームの長さは、前記第1のステーション装置がWU無線待機状態の時に使用するウェイクアップ無線信号の無線フレームの長さより短い事を特徴とする、アクセスポイント装置が提供される。

0014

(6)また、本発明の他の観点によれば、アクセスポイント装置と接続して無線通信を行うステーション装置であって、無線LAN信号を送信する送信RF部と、キャリアセンスと無線LAN信号とウェイクアップ無線信号を受信する受信RF部と、送信信号と受信信号を制御する制御部を備え、前記制御部が無線LAN信号を使用して前記アクセスポイント装置との間でWUR移行のためのシグナリングを行い、前記シグナリング後のWUR移行状態において前記受信RF部を使用してウェイクアップ無線信号を受信し、前記ウェイクアップ無線信号を受信した後に該ステーション装置を、ウェイクアップ無線信号を使用するWU無線待機状態に移行させる制御を行う制御部を備える事を特徴とするステーション装置が提供される。

0015

(7)また、本発明の他の観点によれば、前記制御部は、前記WUR移行状態の所定の時間内に前記ウェイクアップ無線信号を受信しなかったときに、前記送信RF部を使用して、無線LAN信号を使用するウェイクアップ無線回復要求パケットを送信する事を特徴とするステーション装置が提供される。

0016

(8)また、本発明の他の観点によれば、前記制御部は、前記ウェイクアップ無線回復要求パケットを送信後、無線LAN信号を使用する前記ウェイクアップ無線回復要求パケ
ットに対する確認応答を受信した後、前記受信RF部を使用してウェイクアップ無線信号を受信した時に、該ステーション装置を、ウェイクアップ無線信号を使用するWU無線待機状態に移行させる事を特徴とするステーション装置が提供される。

0017

(9)また、本発明の他の観点によれば、第1のステーション装置を含む複数のステーション装置と接続して無線通信を行うアクセスポイント装置の通信方法であって、無線LAN信号を送信するステップと、ウェイクアップ無線信号を送信するステップと、キャリアセンスを行うステップと、無線LAN信号を受信するステップとを備え、無線LAN信号を使用して前記第1のステーション装置との間でWUR移行のためのシグナリングを行い、前記シグナリング後のWUR移行状態においてキャリアセンスを行い、前記キャリアセンス後にウェイクアップ無線信号を送信する事で前記第1のステーション装置を、前記ウェイクアップ無線を使用するWU無線待機状態に移行させることを特徴とする通信方法が提供される。

0018

(10)また、本発明の他の観点によれば、アクセスポイント装置と接続して無線通信を行うステーション装置の通信方法であって、無線LAN信号を送信するステップと、キャリアセンスを行うステップと、無線LAN信号を受信するステップと、ウェイクアップ無線信号を受信するステップとを備え、無線LAN信号を使用して前記アクセスポイント装置との間でWUR移行のためのシグナリングを行い、前記シグナリング後のWUR移行状態においてウェイクアップ無線信号を受信し、前記ウェイクアップ無線信号を受信した後に該ステーション装置を、ウェイクアップ無線信号を使用するWU無線待機状態に移行させる事を特徴とする通信方法が提供される。

発明の効果

0019

本発明によれば、ウェイクアップ無線信号の受信失敗により、ステーション装置規格が待機状態から復帰に失敗する可能性を大幅に低減するアクセスポイント装置、ステーション装置、および通信方法が提供されるから、無線LANデバイス利用効率の改善に寄与することができる。

図面の簡単な説明

0020

本発明の一実施形態の機器構成例を示す図である。
IEEE802.11ac規格のPPDU構成を示す図である。
L−SIG Dulationの一例を示す図である。
本発明の一実施形態の周波数リソース分割の一例を示す図である。
本発明の一実施形態のPPDUの構成の一例を示す図である。
本発明の一実施形態のフレーム送信の一例を示す図である。
本発明の一実施形態のWU無線フレームの構成例を示す図である。
本発明の一実施形態のチャネルアクセスの一例を示す図である。
本発明の一実施形態におけるメッセージフローを示す図である。
本発明の一実施形態におけるメッセージフローを示す図である。
本発明の一実施形態における動作概要を示すシーケンスチャートを示す図である。
本発明の一実施形態で使用するステーションの構成の一例を示すブロック図である。
本発明の一実施形態で使用するステーションの構成の一例を示すブロック図である。
本発明の一実施形態で使用するWU無線信号の構成の一例を示す図である。
本発明の一実施形態で使用するWU無線信号の構成の一例を示す図である。
本発明の一実施形態で使用するステーションの処理を示すフローチャート図である。
本発明の一実施形態で使用するステーションの処理を示すフローチャート図である。
本発明の一実施形態で使用するアクセスポイントの処理を示すフローチャート図である。
本発明の一実施形態で使用するアクセスポイントの処理を示すフローチャート図である。
本発明の一実施形態で使用するWU無線フレームの構成の一例を示す図である。

実施例

0021

以下、本発明の実施形態による無線通信技術について図面を参照しながら詳細に説明する。

0022

本実施形態における通信システムは、無線送信装置(アクセスポイント: Access point、基地局装置、アクセスポイント装置)、および複数の無線受信装置(ステーション: station、端末装置、ステーション装置)を備える。また、基地局装置と端末装置とで構成
されるネットワーク基本サービスセットBSS: Basic service set、管理範囲)と呼ぶ。また、基地局装置と、端末装置をまとめて、無線装置とも呼称する。端末装置は、基地局装置が備える機能を備えることができる。

0023

BSS内の基地局装置および端末装置は、それぞれCSMA/CA(Carrier sense multiple access with collision avoidance)に基づいて、通信を行なうものとする。本実施形態においては、基地局装置が複数の端末装置と通信を行なうインフラストラクチャモードを対象とするが、本実施形態の方法は、端末装置同士が通信を直接行なうアドホックモードでも実施可能である。アドホックモードでは、端末装置が、基地局装置の代わりとなりBSSを形成する。アドホックモードにおけるBSSを、IBSS(Independent Basic Service Set)とも呼称する。以下では、アドホックモードにおいてIBSSを形成
する端末装置を、基地局装置とみなすこともできる。

0024

IEEE802.11システムでは、各装置は、共通のフレームフォーマットを持った複数のフレームタイプ送信フレームを送信することが可能である。送信フレームは、物理(Physical:PHY)層、媒体アクセス制御(Medium access control:MAC)層、
論理リンク制御LLC: Logical Link Control)層、でそれぞれ定義されている。

0025

PHY層の送信フレームは、物理プロトコルデータユニット(PPDU: PHY protocol data unit、物理層フレーム)と呼ばれる。PPDUは、物理層での信号処理を行なうためのヘッダ情報等が含まれる物理層ヘッダ(PHYヘッダ)と、物理層で処理されるデータユニ
ットである物理サービスデータユニットPSDU: PHY service data unit)等から構成さ
れる。PSDUは無線区間における再送単位となるMACプロトコルデータユニット(MPDU: MAC protocol data unit)が複数集約された集約MPDU(A-MPDU: Aggregated MPDU)で構成されることが可能である。

0026

PHYヘッダには、信号の検出・同期等に用いられるショートトレーニングフィールド(STF: Short training field)、データ復調のためのチャネル情報を取得するために用
いられるロングトレーニングフィールドLTF: Long training field)などの参照信号と、データ復調のための制御情報が含まれているシグナル(Signal:SIG)などの制御信号が含まれる。また、STFは、対応する規格に応じて、レガシーSTF(L-STF: Legacy-STF)や、高スループットSTF(HT-STF: High throughput-STF)や、超高スループ
トSTF(VHT-STF: Very high throughput-STF)や、高効率STF(HE-STF: High efficiency-STF)等に分類され、LTFやSIGも同様にL−LTF、HT−LTF、VHT−LTF、HE−LTF、L−SIG、HT−SIG、VHT−SIG、HE−SIGに分類される。VHT−SIGは更にVHT−SIG−A1とVHT−SIG−A2とVHT−SIG−Bに分類される。同様に、HE−SIGは、HE−SIG−A1〜4と、HE−SIG−Bに分類される。

0027

さらに、PHYヘッダは当該送信フレームの送信元のBSSを識別する情報(以下、BSS識別情報とも呼称する)を含むことができる。BSSを識別する情報は、例えば、当該BSSのSSID(Service Set Identifier)や当該BSSの基地局装置のMACアドレスであることができる。また、BSSを識別する情報は、SSIDやMACアドレス以外の、BSSに固有な値(例えばBSS Color等)であることができる。

0028

PPDUは対応する規格に応じて変調される。例えば、IEEE802.11n規格であれば、直交周波数分割多重(OFDM: Orthogonal frequency division multiplexing)信号に変調される。例えば、IEEE802.11ad規格であれば、シングルキャリア信号に変調されることもできる。

0029

MPDUはMAC層での信号処理を行なうためのヘッダ情報等が含まれるMAC層ヘッダ(MAC header)と、MAC層で処理されるデータユニットであるMACサービスデータユニット(MSDU: MAC service data unit)もしくはフレームボディ、ならびにフレーム
誤りがないかをどうかをチェックするフレーム検査部(Frame check sequence:FCS)で構成されている。また、複数のMSDUは集約MSDU(A-MSDU: Aggregated MSDU
)として集約されることも可能である。

0030

MAC層の送信フレームのフレームタイプは、装置間の接続状態などを管理するマネージメントフレーム、装置間の通信状態を管理するコントロールフレーム、および実際の送信データを含むデータフレームの3つに大きく分類され、それぞれは更に複数種類サブフレームタイプに分類される。コントロールフレームには、受信完了通知(Ack: Acknowledge)フレーム、送信要求RTS: Request to send)フレーム、受信準備完了CTS: Clear to send)フレーム等が含まれる。マネージメントフレームには、ビーコン(Beacon)フレーム、プローブ要求(Probe request)フレーム、プローブ応答(Probe response)
フレーム、認証(Authentication)フレーム、接続要求(Association request)フレ
ム、接続応答(Association response)フレーム等が含まれる。データフレームには、データ(Data)フレーム、ポーリング(CF-poll)フレーム等が含まれる。各装置は、MA
Cヘッダに含まれるフレームコントロールフィールドの内容を読み取ることで、受信したフレームのフレームタイプおよびサブフレームタイプを把握することができる。

0031

なお、Ackには、Block Ackが含まれても良い。Block Ackは、複数のMPDUに対する受信完了通知を実施可能である。

0032

ビーコンフレームには、ビーコンが送信される周期(Beacon interval)やSSIDを
記載するフィールド(Field)が含まれる。基地局装置は、ビーコンフレームを周期的に
BSS内に報知することが可能であり、端末装置はビーコンフレームを受信することで、端末装置周辺の基地局装置を把握することが可能である。端末装置が基地局装置より報知されるビーコンフレームに基づいて基地局装置を把握することを受動的スキャニング(Passive scanning)と呼ぶ。一方、端末装置がプローブ要求フレームをBSS内に報知することで、基地局装置を探査することを能動的スキャニング(Active scanning)と呼ぶ。
基地局装置は該プローブ要求フレームへの応答としてプローブ応答フレームを送信することが可能であり、該プローブ応答フレームの記載内容は、ビーコンフレームと同等である

0033

端末装置は基地局装置を認識したあとに、該基地局装置に対して接続処理を行なう。接続処理は認証(Authentication)手続きと接続(Association)手続きに分類される。端
末装置は接続を希望する基地局装置に対して、認証フレーム認証要求)を送信する。基地局装置は、認証フレームを受信すると、該端末装置に対する認証の可否などを示すステータスコードを含んだ認証フレーム(認証応答)を該端末装置に送信する。端末装置は、該認証フレームに記載されたステータスコードを読み取ることで、自装置が該基地局装置に認証を許可されたか否かを判断することができる。なお、基地局装置と端末装置は認証フレームを複数回やり取りすることが可能である。

0034

端末装置は認証手続きに続いて、基地局装置に対して接続手続きを行なうために、接続要求フレームを送信する。基地局装置は接続要求フレームを受信すると、該端末装置の接続を許可するか否かを判断し、その旨を通知するために、接続応答フレームを送信する。接続応答フレームには、接続処理の可否を示すステータスコードに加えて、端末装置を識別するためのアソシエーション識別番号(AID: Association identifier)が記載されて
いる。基地局装置は接続許可を出した端末装置にそれぞれ異なるAIDを設定することで、複数の端末装置を管理することが可能となる。

0035

接続処理が行われたのち、基地局装置と端末装置は実際のデータ伝送を行なう。IEEE802.11システムでは、分散制御機構(DCF: Distributed Coordination Function)と集中制御機構(PCF: Point Coordination Function)、およびこれらが拡張された機構(拡張分散チャネルアクセス(EDCA: Enhanced distributed channel access)や、ハ
イブリッド制御機構(HCF: Hybrid coordination function)等)が定義されている。以下
では、基地局装置が端末装置にDCFで信号を送信する場合を例にとって説明する。

0036

DCFでは、基地局装置および端末装置は、通信に先立ち、自装置周辺無線チャネル使用状況を確認するキャリアセンス(CS: Carrier sense)を行なう。例えば、送信局
である基地局装置は予め定められたクリアチャネル評価ベル(CCAレベル: Clear channel assessment level)よりも高い信号を該無線チャネルで受信した場合、該無線チャネルでの送信フレームの送信を延期する。以下では、該無線チャネルにおいて、CCAレベル以上の信号が検出される状態をビジー(Busy)状態、CCAレベル以上の信号が検出されない状態をアイドル(Idle)状態と呼ぶ。このように、各装置が実際に受信した信号の電力(受信電力レベル)に基づいて行なうCSを物理キャリアセンス(物理CS)と呼ぶ。なおCCAレベルをキャリアセンスレベル(CS level)、もしくはCCA閾値(CCA threshold:CCAT)とも呼ぶ。なお、基地局装置および端末装置は、CCAレベル以上
の信号を検出した場合は、少なくともPHY層の信号を復調する動作に入る。そのため、キャリアセンスレベルは、基地局装置および端末装置が、受信したフレームを正しく復調できる最小の受信電力最小受信感度)ということもできる。

0037

基地局装置は送信する送信フレームに種類に応じたフレーム間隔(IFS: Inter frame space)だけキャリアセンスを行ない、無線チャネルがビジー状態アイドル状態かを判断する。基地局装置がキャリアセンスする期間は、これから基地局装置が送信する送信フレームのフレームタイプおよびサブフレームタイプによって異なる。IEEE802.11システムでは、期間の異なる複数のIFSが定義されており、最も高い優先度が与えられた送信フレームに用いられる短フレーム間隔(SIFS: Short IFS)、優先度が比較的高い
送信フレームに用いられるポーリング用フレーム間隔(PCF IFS: PIFS)、最も優先
度の低い送信フレームに用いられる分散制御用フレーム間隔(DCF IFS: DIFS)があ
り、優先度の高い送信フレームに用いられるIFSの方が、期間は短い。基地局装置がDCFでデータフレームを送信する場合、基地局装置はDIFSを用いる。なお、EDCA
においては、調停フレーム間隔(AIFS:Arbitration IFS)が利用可能であり、AIFS
では、基地局装置が送信するフレームに設定されるアクセスカテゴリー(AC:Access category)毎に、異なる期間を設定することが可能であり、フレームの優先度を更に柔軟に
設定可能となる。

0038

基地局装置はDIFSだけ待機したあとで、フレームの衝突を防ぐためのランダムバックオフ時間だけ更に待機する。IEEE802.11システムにおいては、コンテンションウィンドウ(CW: Contention window)と呼ばれるランダムバックオフ時間が用いられ
る。CSMA/CAでは、ある送信局が送信した送信フレームは、他送信局からの干渉が無い状態で受信局に受信されることを前提としている。そのため、送信局同士が同じタイミングで送信フレームを送信してしまうと、フレーム同士が衝突してしまい、受信局は正しく受信することができない。そこで、各送信局送信開始前に、ランダムに設定される時間だけ待機することで、フレームの衝突が回避される。基地局装置はキャリアセンスによって無線チャネルがアイドル状態であると判断すると、CWのカウントダウンを開始し、CWが0となって初めて送信権を獲得し、端末装置に送信フレームを送信できる。なお、CWのカウントダウン中に基地局装置がキャリアセンスによって無線チャネルをビジー状態と判断した場合は、CWのカウントダウンを停止する。そして、無線チャネルがアイドル状態となった場合、先のIFSに続いて、基地局装置は残留するCWのカウントダウンを再開する。

0039

受信局である端末装置は、送信フレームを受信し、該送信フレームのPHYヘッダを読み取り、受信した送信フレームを復調する。そして、端末装置は復調した信号のMACヘッダを読み取ることで、該送信フレームが自装置宛てのものか否かを認識することができる。なお、端末装置は、PHYヘッダに記載の情報(例えばVHT-SIG-Aの記載されるグル
ープ識別番号(GID: Group identifier, Group ID))に基づいて、該送信フレームの宛先
を判断することも可能である。

0040

端末装置は、受信した送信フレームが自装置宛てのものと判断し、そして誤りなく送信フレームを復調できた場合、フレームを正しく受信できたことを示すACKフレームを送信局である基地局装置に送信しなければならない。ACKフレームは、SIFS期間の待機だけ(ランダムバックオフ時間は取られない)で送信される最も優先度の高い送信フレームの一つである。基地局装置は端末装置から送信されるACKフレームの受信をもって、一連の通信を終了する。なお、端末装置がフレームを正しく受信できなかった場合、端末装置はACKを送信しない。よって基地局装置は、フレーム送信後、一定期間(SIFS+ACKフレーム長)の間、受信局からのACKフレームを受信しなかった場合、通信は失敗したものとして、通信を終了する。このように、IEEE802.11システムの1回の通信(バーストとも呼ぶ)の終了は、ビーコンフレームなどの報知信号の送信の場合や、送信データを分割するフラグメンテーションが用いられる場合などの特別な場合を除き、必ずACKフレームの受信の有無で判断されることになる。

0041

端末装置は、受信した送信フレームが自装置宛てのものではないと判断した場合、PHYヘッダ等に記載されている該送信フレームの長さ(Length)に基づいて、ネットワークアロケーションベクタ(NAV: Network allocation vector)を設定する。端末装置は、NAVに設定された期間は通信を試行しない。つまり、端末装置は物理CSによって無線チャネルがビジー状態と判断した場合と同じ動作をNAVに設定された期間行なうことになるから、NAVによる通信制御仮想キャリアセンス仮想CS)とも呼ばれる。NAVは、PHYヘッダに記載の情報に基づいて設定される場合に加えて、隠れ端末問題を解消するために導入される送信要求(RTS: Request to send)フレームや、受信準備完了(CTS:
Clear to send)フレームによっても設定される。

0042

各装置がキャリアセンスを行ない、自律的に送信権を獲得するDCFに対して、PCFは、ポイントコーディネータ(PC: Point coordinator)と呼ばれる制御局が、BSS内
の各装置の送信権を制御する。一般に基地局装置がPCとなり、BSS内の端末装置の送信権を獲得することになる。

0043

PCFによる通信期間には、非競合期間(CFP: Contention free period)と競合期間
(CP: Contention period)が含まれる。CPの間は、前述してきたDCFに基づいて通
信が行われ、PCが送信権を制御するのはCFPの間となる。PCである基地局装置は、CFPの期間(CFP Max duration)などが記載されたビーコンフレームをPCFの通信に先立ちBSS内に報知する。なお、PCFの送信開始時に報知されるビーコンフレームの送信にはPIFSが用いられ、CWを待たずに送信される。該ビーコンフレームを受信した端末装置は、該ビーコンフレームに記載されたCFPの期間をNAVに設定する。以降、NAVが経過する、もしくはCFPの終了をBSS内に報知する信号(例えばCF-endを含んだデータフレーム)が受信されるまでは、端末装置はPCより送信される送信権獲得をシグナリングする信号(例えばCF-pollを含んだデータフレーム)を受信した場合のみ
、送信権を獲得可能である。なお、CFPの期間内では、同一BSS内でのパケットの衝突は発生しないから、各端末装置はDCFで用いられるランダムバックオフ時間を取らない。

0044

無線媒体は複数のリソースユニット(Resource unit:RU)に分割されることができ
る。図4は無線媒体の分割状態の1例を示す概要図である。例えば、リソース分割例1では、無線通信装置は無線媒体である周波数リソース(サブキャリア)を9個のRUに分割することができる。同様に、リソース分割例2では、無線通信装置は無線媒体であるサブキャリアを5個のRUに分割することができる。当然ながら、図4に示すリソース分割例はあくまで1例であり、例えば、複数のRUはそれぞれ異なるサブキャリア数によって構成されることも可能である。また、RUとして分割される無線媒体には周波数リソースだけではなく空間リソースも含まれることができる。無線通信装置(例えばAP)は、各RUに異なる端末装置宛てのフレームを配置することで、複数の端末装置(例えば複数のSTA)に同時にフレームを送信することができる。APは、無線媒体の分割の状態を示す情報(Resource allocation information)を、共通制御情報として、自装置が送信する
フレームのPHYヘッダに記載することができる。更に、APは、各STA宛てのフレームが配置されたRUを示す情報(resource unit assignment information)を、固有制御情報として、自装置が送信するフレームのPHYヘッダに記載することができる。

0045

また、複数の端末装置(例えば複数のSTA)は、それぞれ割り当てられたRUにフレームを配置して送信することで、同時にフレームを送信することができる。複数のSTAは、APから送信されるトリガ情報を含んだフレーム(Trigger frame:TF)を受信し
た後、所定の期間待機したのち、フレーム送信を行なうことができる。各STAは、該TFに記載の情報に基づいて自装置に割り当てられたRUを把握することができる。また、各STAは、該TFを基準としたランダムアクセスによりRUを獲得することができる。

0046

APは、1つのSTAに複数のRUを同時に割り当てることができる。該複数のRUは、連続するサブキャリアで構成されることも出来るし、不連続のサブキャリアで構成されることも出来る。APは、1つのSTAに割り当てた複数のRUを用いて、1つのフレームを送信することが出来るし、複数のフレームをそれぞれ異なるRUに割り当てて送信することができる。該複数のフレームの少なくとも1つは、Resource allocation informationを送信する複数の端末装置に対する共通の制御情報を含むフレームであることができる。

0047

1つのSTAは、APより複数のRUを割り当てられることができる。STAは、割り
当てられた複数のRUを用いて、1つのフレームを送信することができる。また、STAは割り当てられた複数のRUを用いて、複数のフレームをそれぞれ異なるRUに割り当てて送信することができる。該複数のフレームは、それぞれ異なるフレームタイプのフレームであることができる。

0048

APは、1つのSTAに複数のAID(Associate ID)を割り当てることができる。APは、1つのSTAに割り当てた複数のAIDに対して、それぞれRUを割り当てることができる。APは、1つのSTAに割り当てた複数のAIDに対して、それぞれ割り当てたRUを用いて、それぞれ異なるフレームを送信することができる。該異なるフレームは、それぞれ異なるフレームタイプのフレームであることができる。

0049

1つのSTAは、APより複数のAID(Associate ID)を割り当てられることができる。1つのSTAは割り当てられた複数のAIDに対して、それぞれRUを割り当てられることができる。1つのSTAは、自装置に割り当てられた複数のAIDにそれぞれ割り当てられたRUは、全て自装置に割り当てられたRUと認識し、該割り当てられた複数のRUを用いて、1つのフレームを送信することができる。また、1つのSTAは、該割り当てられた複数のRUを用いて、複数のフレームを送信することができる。このとき、該複数のフレームには、それぞれ割り当てられたRUに関連付けられたAIDを示す情報を記載して送信することができる。APは、1つのSTAに割り当てた複数のAIDに対して、それぞれ割り当てたRUを用いて、それぞれ異なるフレームを送信することができる。該異なるフレームは、異なるフレームタイプのフレームであることができる。

0050

以下では、基地局装置、端末装置を総称して、無線通信装置とも呼称する。また、ある無線通信装置が別の無線通信装置と通信を行う際にやりとりされる情報をデータ(data)とも呼称する。つまり、無線通信装置は、基地局装置及び端末装置を含む。

0051

無線通信装置は、PPDUを送信する機能と受信する機能のいずれか、または両方を備える。図5は、無線通信装置が送信するPPDU構成の一例を示した図である。IEEE802.11a/b/g規格に対応するPPDUはL−STF、L−LTF、L−SIG及びDataフレーム(MAC Frame、MACフレームペイロードデータ部、データ、情報ビット等)を含んだ構成である。IEEE802.11n規格に対応するPPDUはL−STF、L−LTF、L−SIG、HT−SIG、HT−STF、HT−LTF及びDataフレームを含んだ構成である。IEEE802.11ac規格に対応するPPDUはL−STF、L−LTF、L−SIG、VHT−SIG−A、VHT−STF、VHT−LTF、VHT−SIG−B及びMACフレームの一部あるいは全てを含んだ構成である。IEEE802.11ax標準で検討されているPPDUは、L−STF、L−LTF、L−SIG、L−SIGが時間的に繰り返されたRL−SIG、HE−SIG−A、HE−STF、HE−LTF、HE−SIG−B及びDataフレームの一部あるいは全てを含んだ構成である。

0052

図5中の点線で囲まれているL−STF、L−LTF及びL−SIGはIEEE802.11規格において共通に用いられる構成である(以下では、L−STF、L−LTF及びL−SIGをまとめてL−ヘッダとも呼称する)。つまり、例えばIEEE 802.11a/b/g規格に対応する無線通信装置は、IEEE802.11n/ac規格に対応するPPDU内のL−ヘッダを適切に受信することが可能である。IEEE 802.11a/b/g規格に対応する無線通信装置は、IEEE802.11n/ac規格に対応するPPDUを、IEEE 802.11a/b/g規格に対応するPPDUとみなして受信することができる。

0053

ただし、IEEE 802.11a/b/g規格に対応する無線通信装置はL−ヘッダ
の後に続く、IEEE802.11n/ac規格に対応するPPDUを復調することができないため、送信アドレス(TA:Transmitter Address)や受信アドレス(RA:Receiver Address)やNAVの設定に用いられるDuration/IDフィールドに関する情報を復調することができない。

0054

IEEE 802.11a/b/g規格に対応する無線通信装置が適切にNAVを設定する(あるいは所定の期間受信動作を行う)ための方法として、IEEE802.11は、L−SIGにDuration情報を挿入する方法を規定している。L−SIG内の伝送速度に関する情報(RATE field、L−RATE field、L−RATE、L_DATARATE、L_DATARATE field)、伝送期間に関する情報(LEGTH field、L−LENGTH field、L−LENGTH)は、IEEE 802.11a/b/g規格に対応する無線通信装置が適切にNAVを設定するために使用される。

0055

図2は、L−SIGに挿入されるDuration情報とPPDU構成の関係の一例を示す図である。図2においては、一例としてIEEE802.11ac規格に対応するPPDU構成を示しているが、PPDU構成はこれに限定されない。IEEE802.11n規格に対応のPPDU構成及びIEEE802.11ax規格に対応するPPDU構成でも良い。TXTIMEは、PPDUの長さに関する情報を備え、aPreambleLengthは、プリアンブル(L−STF+L−LTF)の長さに関する情報を備え、aPLCPHeaderLengthは、PLCPヘッダ(L−SIG)の長さに関する情報を備える。次式(1)は、L_LENGTHの算出方法の一例を示した数式である。

0056

0057

ここで、Signal Extensionは、例えばIEEE802.11規格の互換性をとるために設定される仮想的な期間であり、Nopsは、L_RATEに関連する情報を示している。aSymbolLengthは、1シンボル(symbol,OFDMsymbol等)の期間に関する情報であり、aPLCPServiceLengthは、PLCP Service fieldが含むビット数を示し、aPLCPConvolutionalTailLengthは、畳みこみ符号のテールビット数を示す。無線通信装置は、例えば式(1)を用いてL_LENGTHを算出し、L−SIGに挿入することができる。なお、L_LENGTHの算出方法は式(1)に限定されない。例えば、L_LENGTHは次式(2)によって算出されることもできる。

0058

0059

無線通信装置がL−SIG TXOP ProtectionによりPPDUを送信する場合、次式(3)または次式(4)によりL_LENGTHの算出を行う。

0060

0061

0062

ここで、L−SIG Durationは、例えば式(3)または式(4)により算出されたL_LENGTHを含むPPDUと、その応答として宛先の無線通信装置より送信されることが期待されるAckとSIFSの期間を合計した期間に関する情報を示す。無線通信装置は、次式(5)または次式(6)によりL−SIG Durationを算出する。

0063

0064

0065

ここで、Tinit_PPDUは式(5)により算出されたL_LENGTHを含むPPDUの期間に関する情報を示し、TRes_PPDUは式(5)により算出されたL_LENGTHを含むPPDUに対して期待される応答のPPDU期間に関する情報を示す。また、TMACDurは、式(6)により算出されたL_LENGTHを含むPPDU内のMACフレームが含むDuration/ID fieldの値に関連する情報を示す。無線通信装置がInitiator(開始者送信者先導者、Transmitter)である場合、式(5)を用いてL_LENGTHを算出し、無線通信装置がResponder(対応者受信者、Receiver)である場合、式(6)を用いてL_LENGTHを算出する。

0066

図3は、L−SIG TXOP Protectionにおける、L−SIG Durationの一例を示した図である。DATA(フレーム、ペイロード、データ等)は、MACフレームとPLCPヘッダの一部または両方から構成される。また、BAはBlock Ack、またはAckである。PPDUは、L−STF,L−LTF,L−SIGを含み、さらにDATA,BA、RTSあるいはCTSのいずれかまたはいずれか複数を含んで構成されることができる。図3に示す一例では、RTS/CTSを用いたL−SIG TXOP Protectionを示しているが、CTS−to−Selfを用いても良い。ここで、MAC Durationは、Duration/ID fieldの値によって示される期間である。また、InitiatorはL−SIG TXOP Protection期間の終了を通知するためにCF_Endフレームを送信することができる。

0067

続いて、無線通信装置が受信するフレームからBSSを識別する方法について説明する。無線通信装置が、受信するフレームからBSSを識別するためには、PPDUを送信する無線通信装置が当該PPDUにBSSを識別するための情報(BSS color,B
SS識別情報、BSSに固有な値)を挿入することが好適である。BSS colorを示す情報は、HE−SIG−Aに記載されることが可能である。

0068

無線通信装置は、L−SIGを複数回送信する(L−SIG Repetition)ことができる。例えば、受信側の無線通信装置は、複数回送信されるL−SIGをMRC(Maximum Ratio Combining)を用いて受信することで、L−SIGの復調精度が向上する。さらに無線通信装置は、MRCによりL−SIGを正しく受信完了した場合に、当該L−SIGを含むPPDUがIEEE802.11ax規格に対応するPPDUであると解釈することができる。

0069

無線通信装置は、PPDUの受信動作中も、当該PPDU以外のPPDUの一部(例えば、IEEE802.11により規定されるプリアンブル、L−STF、L−LTF、PLCPヘッダ等)の受信動作を行うことができる(二重受信動作とも呼称する)。無線通信装置は、PPDUの受信動作中に、当該PPDU以外のPPDUの一部を検出した場合に、宛先アドレスや、送信元アドレスや、PPDUあるいはDATA期間に関する情報の一部または全部を更新することができる。

0070

Ack及びBAは、応答(応答フレーム)とも呼称されることができる。また、プローブ応答や、認証応答、接続応答を応答と呼称することができる。

0071

(第1の実施形態)
以下、図を利用して本発明の一実施形態を詳細に説明する。図1は本実施の形態の機器構成の一例を示している。1001は通信方式としてIEEE802.11仕様などの無線LAN機能と、接続しているステーション(STA)のスリープ状態から起床させるためのWU(ウェイクアップ)無線(Wake up radio : WUR)機能を備えるアクセスポイン
ト(AP)、1002、1003は無線LAN機能(プライマリ無線(Primary radio :PR))、メイン無線(Main radio :MR))を使用した無線通信を行い、待機状態からWU無線機能によってアクセスポイント1001から起床可能なSTAである。ステーション1002、1003は、アクセスポイント1001と通信可能な接続状態に置いて、機器を使用しないと判断した時、無線通信を暫く使用しないと判断した時に、アクセスポイント1001との間の無線LANによる通信を休止するスリープ状態に移行する事ができる。アクセスポイント1001は、WU無線パケットをステーション1002、1003のいずれか、または両方に対して送信する事で、ステーション1002、1003のスリープ状態を解除し、通信可能な接続状態に戻すことが出来る。

0072

図11を利用してステーション1002がアクセスポイント1001との間の通信状態を、接続状態から休止状態に移行し、休止状態からWU無線パケットによって接続状態に復帰する処理フローの一例を説明する。最初1101でアクセスポイント1001とステーション1002の間で無線LANによる通信が行われる接続モードであるとする。次に1102でステーション1002が休止状態に移行し、無線LAN機能を停止し、WU無線信号(ウェイクアップ無線信号、WU無線フレーム、WUデータフレーム、WUフレーム)のみを受信する待機モードに移行する。この待機モードに移行するための手順は特に指定しないが、一例としてステーション1002における通信が無い時間が所定の時間を超えた場合に自動的に待機モードに移行する方法、ステーション1002からアクセスポイント1001に対して待機モードに移行する通知を行う方法、アクセスポイント1001からステーション1002に対して待機モードに移行するよう要求する方法などを使用することが出来る。ステーション1002が待機モードに移行した後、アクセスポイント1001においてステーション1002に対する送信データが発生した場合に、ステップ1103でアクセスポイント1001はステーション1002に対してWU無線パケットを送信する。このWU無線パケットを受信したステーション1002は、無線LAN機能
を使える状態にし、その後ステップ1104でアクセスポイント1001に対してPS−pollパケットを送信し、アクセスポイント1001からデータを受信できるようになったことを通知する。このとき送信するパケットはps−Pollでなくても良く、データを伴わないNDPパケットなどのパケットを使用しても良い。このps−Pollパケットを受信したアクセスポイント1001は、ステーション1002が接続モードに回復したと判断し、ステップ1107でステーション1002と通信を行う。

0073

図12を利用してアクセスポイント1001の構成概要の一例を説明する。1201は制御部1219からの指示で送信パケットのプリアンブルのデータを生成するプリアンブル生成部、1202はプリアンブル部1201からの出力とDS制御部1218から入力される通信データを基に制御部1219からの指示で送信パケットの各サブキャリアに配置するデータを生成する送信データ制御部、1203は送信データ制御部1202からの出力を送信パケットのデータシンボルの各サブキャリアに設定するマッピング部、1204はマッピング部1203で各サブキャリア毎に設定されたデータに対し、逆離散フーリエ変換(IDFT)処理を行うIDFT部、1205はIDFT部1204の出力を送信順に並べ直すパラレルシリアル(P/S)変換部、1206はP/S変換部1205から入力されるデータにガードインターバル(GI)を付加するGI付加部、1207はGI付加部1206でガードインターバルが付加されたベースバンドのデータをディジタルアナログ(D/A)変換するD/A変換部、1208はD/A変換部1207から入力されるアナログのベースバンド信号アンテナ部1210から送信する周波数に変換し、所望の電力まで増幅する送信RF部、1209はアンテナ部1210の接続先を送信RF部1208または受信RF部1211のどちらかに切り替えアンテナ切替部、1210は所定の周波数の信号の送信と受信を行うアンテナ部、1211はアンテナ部1210で受信した信号をアンテナ切替部1209経由で入力し、ベースバンド信号に変換する受信RF部、1211は受信RF部から入力されるアナログのベースバンド信号をアナログ−ディジタル(A/D)変換するA/D変換部、1213はA/D変換されたベースバンド信号からプリアンブルを検出し、S/P変換部1214にシンボルタイミングに伴ってガードインターバルを除去し、ガードインターバル除去後の受信信号を出力するシンボル同期部、1214は入力された信号をシリアル−パラレル(P/S)変換により並列化して離散フーリエ変換(DFT)処理可能な形式に変換するP/S変換部、1215は入力された信号にDFT処理を行うDFT部、1216はDFT処理後の信号を使用して各サブキャリアの信号点から復調データを推定するデマッピング部、1217はデマッピング後のデータからパケットの構造を抽出して受信したパケットに誤りが含まれていないか調べ、誤りがない場合にそのパケットのペイロードをDS制御部、または制御部1219に出力する受信データ制御部、1218はネットワークと接続するための分配システム(DS)と受信データ・送信データを交換するためのDS制御部、1219は各ブロックの状態を監視し、予め決められた手順に従って各ブロックを制御する制御部である。

0074

図13を利用してステーション1002、1003の構成概要の一例を説明する。ステーション1002、1003の構成概要はどちらも同じものとする。1301は制御部1319からの指示で送信パケットのプリアンブルのデータを生成するプリアンブル生成部、1302はプリアンブル部1301からの出力とアプリケーションIF部1318を経由して入力される通信データを基に制御部1319からの指示で送信パケットの各サブキャリアに配置するデータを生成する送信データ制御部、1303は送信データ制御部1302からの出力を送信パケットのデータシンボルの各サブキャリアに設定するマッピング部、1304はマッピング部1303で各サブキャリア毎に設定されたデータに対し、逆離散フーリエ変換(IDFT)処理を行うIDFT部、1305はIDFT部1304の出力を送信順に並べ直すパラレル−シリアル(P/S)変換部、1306はP/S変換部1305から入力されるデータにガードインターバル(GI)を付加するGI付加部、1307はGI付加部1306でガードインターバルが付加されたベースバンドのデータを
ディジタル−アナログ(D/A)変換するD/A変換部、1308はD/A変換部1307から入力されるアナログのベースバンド信号をアンテナ部1310から送信する周波数に変換し、所望の電力まで増幅する送信RF部、1309はアンテナ部1310の接続先を送信RF部1308または受信RF部1311のどちらかに切り替えるアンテナ切替部、1310は所定の周波数の信号の送信と受信を行うアンテナ部、1311はアンテナ部1310で受信した信号をアンテナ切替部1309経由で入力し、ベースバンド信号に変換する受信RF部、1311は受信RF部から入力されるアナログのベースバンド信号をアナログ−ディジタル(A/D)変換するA/D変換部、1313はA/D変換されたベースバンド信号からプリアンブルを検出し、S/P変換部1314にシンボルタイミングに伴ってガードインターバルを除去し、ガードインターバル除去後の受信信号を出力するシンボル同期部、1314は入力された信号をシリアル−パラレル(P/S)変換により並列化して離散フーリエ変換(DFT)処理可能な形式に変換するP/S変換部、1315は入力された信号にDFT処理を行うDFT部、1316はDFT処理後の信号を使用して各サブキャリアの信号点から復調データを推定するデマッピング部、1317はデマッピング後のデータからパケットの構造を抽出して受信したパケットに誤りが含まれていないか調べ、誤りがない場合にそのパケットのペイロードをDS制御部、または制御部1319に出力する受信データ制御部、1318はネットワークと接続するための分配システム(DS)と受信データ・送信データを交換するためのDS制御部、1320は受信したベースバンド信号からWU無線信号の帯域の信号を取り出すためのローパスフィルタLPF)部、1321はLPF部1320の出力信号包絡線検波する包絡線検波部、1322は包絡線検波部1321の出力信号からWU無線信号のプリアンブルを検出する同期部、1323はWU無線パケットのプリアンブル以降の信号を復調する復調部、1319は各ブロックの状態を監視し、予め決められた手順に従って各ブロックを制御する制御部である。

0075

ステーション1002、1003は無線LANの通信を行う接続状態と、WU無線信号を受信する機能を使用する待機モード状態のそれぞれで、ステーション1002、1003を構成する各ブロックの電源状態を制御し、消費電力の適正化を行っても良い。一例として、接続状態ではLPF部1320、包絡線検波部1321、同期部1322、復調部1323が消費する電力を止めても良く、また、待機モード状態ではアンテナ切替部1309、受信RF部1311、LPF部1320、包絡線検波部1321、同期部1322、復調部1323、制御部1319のみが動作すれば良く、他のブロックが消費する電力を止めても良い。アンテナ切替部1309の構成が、電源を供給していない時にアンテナ部1310と受信RF部1311が接続されるよう構成されている時はアンテナ切替部1309の電源供給を止めても良い。また、受信RF部1311の構成が無線LANの信号を扱うときよりもWU無線信号を扱うときの方が、受信RF部1311の消費電力が少なくなるように構成しても良い。

0076

図14にWU無線信号の構成の一例を示す。図14(a)において、縦軸方向は信号が占有する周波数帯域を示し、横軸は時間方向の占有時間を示す。1401はレガシー部分(L−part)で従来の無線LAN信号と互換性がある信号を使用し、WU無線信号を受信できないステーションも受信可能な信号である。1402はWU無線部分(WUR−part)でWU無線信号を受信する事ができるステーション用の信号である。図14(a)に示したように、最初にL−part・1401を送信し、続いてWUR−part・1402を送信する。WUR−part・1402はL−part・1401より帯域が狭く、情報速度を遅い信号形式を使用する事で、復調時に使用する電力を低減できるようにする。

0077

本実施の形態では、L−part・1401の信号と、WUR−part・1402の信号を、IDFTを使用して生成する。図14(b)はL−part・1401を生成す
る際のIDFT処理前のサブキャリア配置の概略図である。一例として、IDFTの処理ポイント数が64(インデックスの範囲を−32〜31とする)の場合、インデックスが−26〜26の範囲にサブキャリアを配置し、IDFT後のベースバンド信号が所定の帯域、例えば20MHzに収まるようにする。なお、インデックス0はDC(直流キャリアとして使用しない。IDFTのサブキャリアに設定する値は特に限定しないが、例えばIEEE802.11a規格で規定されているSTF(Short Training Field)、LTF(Long Training Field)、SIG(SIGnal)フィールドで使用する値を使用しても良い。なお、IDFTのポイント数は64に限定されず、例えば40MHz帯域とするために128ポイントのIDFTを使用しても良く、また、80MHz帯域とするために256ポイントのIDFTを使用しても良い。128ポイント、または256ポイントのIDFTを使用する場合、64ポイントのIDFTを使用する場合に使用するサブキャリアの値を複製し、所望のポイント数の値を用意しても良い。図14(c)はWUR−part・1402を生成する際のIDFT処理前のサブキャリア配置の概略図である。一例として、IDFT処理ポイント数が64の場合、インデックスが−6〜6の範囲にサブキャリアを配置し、IDFT後のベースバンド信号が例えば4MHzに収まるようにする。なお、インデックス0はDCキャリアとして使用しない。WUR信号送信時にサブキャリアに設定する値は特に指定しないが、一例としてL−partのプリアンブル送信時例えばIEEE802.11aのSTFまたはLTFに使用するサブキャリアの値を用いる方法や、M系列などの疑似乱数系列の一部を使用する方法などを使用して良い。

0078

受信側のステーションにおいて、WU無線信号の復調時に使用する電力を低減するために、WU無線信号は包絡線検波が可能な形式とする。本実施の形態では、OOK(オンオフキーイング変調方式を使用する。本実施の形態では、データの符号化として無符号(符号を使用しない)と、マンチェスター符号を使用する符号化の2種類を使用するが、符号化方法は1種類でも良く、また2種類より多い種類を使用して良い。無符号のOOK変調を行った時のWU無線信号の一例を図15(a)に示す。変調シンボルは所定時間を単位とし、WU無線信号の振幅の有無を送信データビットに割り当てる。本実施の形態では振幅0を送信ビットの0とし、送信に使用するサブキャリアに所定のデータを設定してWU無線信号の振幅がある状態を送信ビットの1とする。マンチェスター符号を使用したOOK変調を行った時のWU信号の一例を図15(b)に示す。無符号のOOK変調を行った変調シンボル2つを1符号単位とし、マンチェスター符号による符号化後の変調シンボルとする。本実施の形態では無符号のOOK変調シンボルが0、1と並んだ状態を符号化前の送信データビット1とし、無符号のOOK変調シンボルが1、0と並んだ状態を符号化前の送信データビット0とする。

0079

図14(a)のWUR−part・1402で使用するWU無線フレーム構造の概要を図15(c)に示す。1501は同期に使用するための同期部分で、所定の数と値のOOK変調シンボルで構成される。例えば、この同期部分は4つのOOK変調シンボルで構成され、送信データビットが1、0、1、0の並びとして良い。1502は以降の変調シンボルの変調方式・符号化方式(Moduration and Coding Scheme,MCS)を示すフィールドで、無符号のOOK変調を使用する場合を1,0の並びのOOK変調シンボルで、マンチェスター符号を使用したOOK変調を使用する場合を0,1の並びのOOK変調シンボルで示す。これはMCSを識別するための0または1の情報を、マンチェスター符号を使用して送信することと等価である。これにより、端末識別子フィールド1503、カウンタフィールド1504、予約フィールド1505、FCSフィールド1506はこのMCSフィールド1502で示される変調方式で送信される。

0080

MCSフィールドを省略して他の方法で端末識別子フィールド1503、カウンタフィールド1504、予約フィールド1505、FCSフィールド1506で使用するMCS
を通知しても良い。一例として同期部分で使用する送信データビットの並びを複数用意し、この複数の並びのいずれかが使用されたことでMCSを通知しても良く、例えば1、0、1、0の並びが同期部分に使用され場合はマンチェスター符号を使用したOOK変調を使用し、1、0、0、1が使用された場合は無符号のOOK変調を使用するとしても良い。

0081

1503は端末識別子フィールドで、WU無線信号を送信するアクセスポイントとWU無線信号を受信するステーションのそれぞれの両方または片方を識別するために使用する情報を含む。この端末識別子フィールドに含まれる情報はアクセスポイントまたはステーションを完全に識別するものではなく、複数のアクセスポイントまたは複数のステーションに割り当てられうる情報を用い、端末識別子フィールドの長さを短縮しても良い。この短縮方法の一例として、図15(d)に示すようにBSS color・1511とアソシエーション識別子フィールド(Association IDentifier,AID)1512から構成しても良く、また図15(e)に示すようにBSS color・1511と短縮AID(Partial AID)1513で構成しても良い。BSS colorは、現在標準化作業が進められているIEEE802.11ax仕様に採用見込みの情報で、アクセスポイントのおおよその区別をするためにMACアドレス(48ビット)より短い情報長、例えば6ビット長の情報を定義するもので、近隣に存在するアクセスポイントの間でできるだけ異なる値を設定するようにアクセスポイントの間で調整される。AID・1512はステーションがアクセスポイントに対して接続する(Association processを実行する)際に、アクセスポイントからそのステーションに対して割り当てられる識別子で、IEEE802.11仕様では12ビット長の情報で1〜1023が割り当てられる。Partial AID・1513はIEEE802.11ac仕様で規定されているもので、AIDを所定の方式で短縮した情報で9ビット長である。AID・1512やPartial AID・1513はMACアドレス(48ビット)よりも短い情報で、複数のアクセスポイントが近隣で運用されている場合、それぞれのアクセスポイントに接続されているステーションの間で重複する可能性がある。また、Partial AID・1513は一つのアクセスポイントに接続している複数のステーションの間で重複する可能性がある。この端末識別子フィールド1503の情報が複数のステーション間で重複する場合の処理については後述する。

0082

1504はカウンタフィールドで、リトライ処理再接続処理に使用する。一例として、4ビット長のカウンタを使用し、WU無線信号の初送時は全て0を設定して良い。1505は予約フィールドで、機能追加の際に使用する。フィールド長は特に指定しないが、一例として4ビットの予約フィールド1505を設けてよい。将来機能追加を行わない場合はこの予約フィールド1505を省略しても良い。1506はFCS(Frame Check Sequence)フィールドで、端末識別子フィールド1503から予約フィールド1505に含まれている受信データが正しいか検証するための値が含まれており、一例としてCRC(Cyclic Redundancy Check)符号、例えば生成多項式の長さが9ビットであるCRC−8を使用しても良い。

0083

WU無線信号を受信する待機モード状態のステーション1002、1003は、LPF部1320の出力電力が所定の閾値を下回った状態から所定の閾値を上回った状態に変化する事を検出してL−part・1401を受信したと判断し、包絡線検波部1321の出力を同期部1322が同期部分1501で使用するデータビットの並び、例えば1、0、1、0と変化する事を確認してWU無線信号のフレームの復調を開始する。同期部分1501を検出したステーションは続くMCSフィールド1502を受信し、MCSフィールド1502以降のフィールドのMCSを推定する。このステーション1002、1003はこの推定結果を利用して以降のフィールドを復調する。このステーション1002、1003は端末識別子フィールド1503、カウンタフィールド1504、予約フィール
ド1505、FCSフィールド1506全てを復調し、FCSフィールド1506の値を利用して端末識別子フィールド1503、カウンタフィールド1504、予約フィールド1505を正しく復調したか判断し、正しく復調できたと判断できた場合に端末識別子フィールド1503が自ステーションを指定するものであるか判断する。端末識別子フィールド1503が自ステーションを指定する値であった場合、このステーション1002、1003の無線LAN信号を使用して通信するためのブロックに電源を供給し、無線LAN信号を利用する通信が出来る状態を回復する。無線LAN信号を利用して通信が出来る状態になった後、このステーション1002、1003はアクセスポイント1001に対して起床した事を通知するパケット、例えばps−Pollパケットを送信し、アクセスポイント1001に対して自ステーションに対するデータの送信を促す。なお、MCSフィールド1502を受信した後、端末識別子フィールド1503を受信した時点で、FCSフィールド1506の受信を待たずに端末識別子フィールド1503の値を確認し、自ステーションに対応する値でなかった場合は以降の復調処理を止め、次のWU無線信号が検出されるまで復調部1323の消費電力を削減しても良い。このとき端末識別子フィールド1503の値全て確認するのではなく、端末識別子フィールド1503の中で最初に送信される一部分、例えばBSS color・1511の値を確認して、自ステーションに対応する値でなかった場合に以降の復調を停止しても良い。

0084

アクセスポイント1001とステーション1002、またはステーション1003間の通信の一例を、図9のメッセージフロー図を用いて説明する。図9は、ステーション1002(1003)を待機状態に移行するためのシグナリングとして、アクセスポイント1001からステーション1002、またはステーション1003に対して待機モードに移行するように要求する場合のフローを示す。図9(a)はWU無線信号が到達する場合のメッセージフローを、図9(b)はWU無線信号が到達しない場合のメッセージフローを示す。最初に1601で、無線LAN信号を利用してアクセスポイント1001からステーション1002(1003)に対してWURモード要求パケット(ウェイクアップ無線モード要求パケット)を送信する。このWURモード要求パケットを受信したステーション1002(1003)は、1602でアクセスポイント1001に対してWURモード要求パケットに対する確認応答(ACK)パケットを無線LAN信号で送信する。その後、ステーション1002(1003)は1603でWU無線信号を受信するために使用するブロック、一例として図13のLPF部1320、包絡線検波部1321、同期部1322、復調部1323に電源を供給し、これらのWU無線信号を受信するための各ブロックを使用できるようにする。ステーション1002(1003)が常にWU無線信号を受信できる構成の場合はこの手順を省略して良い。1602の確認応答パケットを受信したアクセスポイント1001は、1604でステーション1002(1003)に対してWU無線信号を用いてWUR移行パケットを送信する。この1604のフローに移行する前に、アクセスポイント1001は、ステーション1002(1003)が1603でWU無線信号を受信するために各ブロックを使用できるようにする時間を見込み、1604の実行を待っても良い。1604でWUR移行パケットを送信したアクセスポイント1001は、1605でステーション1002(1003)から無線LAN信号でWUR回復要求パケット(ウェイクアップ無線回復要求パケット)が送信されるかどうか待つ。その後、予め決められた時間、例えば5ミリ秒待った後、アクセスポイント1001はWUR回復要求パケットの受信をしなかった場合に1607で通常の動作に復帰する。1604のWU無線信号を利用したWUR移行パケットを受信したステーション1002(1003)は、1606で待機状態(WURモード)に移行する。

0085

次に、WU無線信号が到達しない場合のフローを示す。最初に1611で、無線LAN信号を利用してアクセスポイント1001からステーション1002(1003)に対してWURモード要求パケットを送信する。このWURモード要求パケットを受信したステーション1002(1003)は、1612でアクセスポイント1001に対してWUR
モード要求パケットに対する確認応答(ACK)パケットを無線LAN信号で送信する。その後、ステーション1002(1003)は1613でWU無線信号を受信するために使用するブロック、一例として図13のLPF部1320、包絡線検波部1321、同期部1322、復調部1323に電源を供給し、これらのWU無線信号を受信するための各ブロックを使用できるようにする。ステーション1002(1003)が常にWU無線信号を受信できる構成の場合はこの手順を省略して良い。1612の確認応答パケットを受信したアクセスポイント1001は、1614でステーション1002(1003)に対してWU無線信号を用いてWUR移行パケットを送信する。この1614のフローに移行する前に、アクセスポイント1001は、ステーション1002(1003)が1613でWU無線信号を受信するために各ブロックを使用できるようにする時間を見込み、1614の実行を待っても良い。1614でWUR移行パケットを送信したアクセスポイント1001は、1615でステーション1002(1003)から無線LAN信号でWUR回復要求パケットが送信されるかどうか待つ。ステーション1002(1003)は、WU無線信号を利用したWU移行要求パケットの受信を待つが、1614で送信されたWUR移行パケットは受信できない。1613の後予め決められた時間、例えば2ミリ秒待ってもWUR移行パケットを受信できなかった後、ステーション1616で回復手順を開始する。回復手順に移行したステーション1002(1003)は、1617で無線LAN信号を使用してWUR回復要求パケットをアクセスポイント1001に対して送信する。その後、ステーション1002(1003)WU無線信号を利用したWUR移行パケットの受信を待つ。1617のWUR回復要求パケットを受信したアクセスポイント1001は、1618でWU無線信号を利用してWUR移行パケットを送信する。その後1620で予め決められた時間、アクセスポイント1001は無線LAN信号を利用したWUR回復要求パケットを受信するか待つ。このWUR回復要求パケットを受信しなかったら、アクセスポイント1001は通常の動作に復帰する。1618のWUR移行要求パケットを受信したステーション1002(1003)は回復処理を終了し、1619で待機状態に移行する。

0086

図9のメッセージフローの遷移を判りやすくするために、無線LAN信号を使用したWURモード要求パケット1601,1611と確認応答パケット1602,1612の交換をWUR移行のためのシグナリング、WU無線信号を利用する待機状態1606,1619をWURモード、またはWU無線待機モードとし、このWUR移行のためのシグナリングとWU無線待機モードの間の信号のやり取りを含めた期間をWUR移行状態、またはWU無線移行状態として区別しても良い。この場合、回復手順はWU無線移行状態に含まれる。

0087

ステーション1002またはステーション1003を待機状態に移行するためのシグナリングとして、ステーション1002(1003)からアクセスポイント1001に対して自ステーション1002(1003)を待機状態(WURモード、ウェイクアップ無線モード)移行するように要求する場合のフローを図10示す。図10(a)はWU無線信号が到達する場合のメッセージフローを、図10(b)はWU無線信号が到達しない場合のメッセージフローを示す。WU無線信号が到達する場合のフローから説明する。最初に1701で、ステーション1002(1003)からアクセスポイント1001に対し、無線LAN信号を利用してWURモード移行要求パケットを送信する。1701のWURモード移行要求パケットを受信したアクセスポイント1001は、1702でステーション1002(1003)に対して無線LAN信号を利用して1701のWURモード移行要求パケットに対する確認応答を送信する。1702の確認応答を受信したステーション1002(1003)は、1703でWU無線信号を受信するために使用するブロック、一例として図13のLPF部1320、包絡線検波部1321、同期部1322、復調部1323に電源を供給し、これらのWU無線信号を受信するための各ブロックを使用できるようにする。ステーション1002(1003)が常にWU無線信号を受信できる構成
の場合はこの手順を省略して良い。1702で確認応答を送信したアクセスポイント1001は、1704でステーション1002(1003)に対してWU無線信号を用いてWUR移行パケットを送信する。この1704のフローに移行する前に、アクセスポイント1001は、ステーション1002(1003)が1703でWU無線信号を受信するために各ブロックを使用できるようにする時間を見込み、1704の実行を待っても良い。1704でWUR移行パケットを送信したアクセスポイント1001は、1705でステーション1002(1003)から無線LAN信号でWUR回復要求パケットが送信されるかどうか待つ。その後、予め決められた時間、例えば5ミリ秒待った後、アクセスポイント1001はWUR回復要求パケットの受信をしなかった場合に1707で通常の動作に復帰する。1704のWU無線信号を利用したWUR移行パケットを受信したステーション1002(1003)は、1706で待機状態(WURモード)に移行する。

0088

次に、WU無線信号が到達しない場合のフローを示す。最初に1711で、ステーション1002(1003)からアクセスポイント1001に対し、無線LAN信号を利用してWURモード移行要求パケットを送信する。1711のWURモード移行要求パケットを受信したアクセスポイント1001は、1712でステーション1002(1003)に対して無線LAN信号を利用して1711のWURモード移行要求パケットに対する確認応答を送信する。1712の確認応答を受信したステーション1002(1003)は、1713でWU無線信号を受信するために使用するブロック、一例として図13のLPF部1320、包絡線検波部1321、同期部1322、復調部1323に電源を供給し、これらのWU無線信号を受信するための各ブロックを使用できるようにする。ステーション1002(1003)が常にWU無線信号を受信できる構成の場合はこの手順を省略して良い。1712で確認応答を送信したアクセスポイント1001は、1714でステーション1002(1003)に対してWU無線信号を用いてWUR移行パケットを送信する。この1714のフローに移行する前に、アクセスポイント1001は、ステーション1002(1003)が1713でWU無線信号を受信するために各ブロックを使用できるようにする時間を見込み、1714の実行を待っても良い。1714でWUR移行パケットを送信したアクセスポイント1001は、1705でステーション1002(1003)から無線LAN信号でWUR回復要求パケットが送信されるかどうか待つ。ステーション1002(1003)は、WU無線信号を利用したWU移行要求パケットの受信を待つが、1714で送信されたWUR移行パケットは受信できない。1713の後予め決められた時間、例えば2ミリ秒待ってもWUR移行パケットを受信できなかった後、ステーション1716で回復手順を開始する。回復手順に移行したステーション1002(1003)は、1717で無線LAN信号を使用してWUR回復要求パケットをアクセスポイント1001に対して送信する。その後、ステーション1002(1003)WU無線信号を利用したWUR移行パケットの受信を待つ。1717のWUR回復要求パケットを受信したアクセスポイント1001は、1718でWU無線信号を利用してWUR移行パケットを送信する。その後1720で予め決められた時間、アクセスポイント1001は無線LAN信号を利用したWUR回復要求パケットを受信するか待つ。このWUR回復要求パケットを受信しなかったら、アクセスポイント1001は通常の動作に復帰する。1718のWUR移行要求パケットを受信したステーション1002(1003)は回復処理を終了し、1719で待機状態に移行する。

0089

図10のメッセージフローの遷移を判りやすくするために、無線LAN信号を使用したWURモード要求パケット1701,1711と確認応答パケット1702,1712の交換をWUR移行のためのシグナリング、WU無線信号を利用する待機状態1706,1719をWURモード、またはWU無線待機モードとし、このWUR移行のためのシグナリングとWU無線待機モードの間の信号のやり取りを含めた期間をWUR移行状態、またはWU無線移行状態として区別しても良い。この場合、回復手順はWU無線移行状態に含まれる。

0090

図9に示したメッセージフローを実現するステーション1002(1003)の制御部1319の制御フローを、図16を利用して説明する。1801で制御部1319はアクセスポイント1001から無線LAN信号を使用して送信されるデータパケットの受信を行い、1802でそのデータパケットがWURモード移行要求パケットであるかどうか判断し、WURモード移行要求パケットでなかった場合は1801に戻り、WURモード移行要求パケットであった場合は1803に進む。1803で、制御部1319はアクセスポイント1001に対して1801で受信したWURモード移行要求パケットに対する確認応答を、無線LAN信号を使用して送信する。続いて1804で、制御部1319はWU無線信号を受信するために使用するブロック、一例として図13のLPF部1320、包絡線検波部1321、同期部1322、復調部1323に電源を供給し、これらのWU無線信号を受信するための各ブロックを使用できるようにする。1803と1804の順番入れ替えても良いし、同時に実行しても良い。その後1805で、制御部1319は予め決められた時間内にWURモード移行要求パケットを受信したかどうかのタイムアウト判定を行い、タイムアウトではないと判断した場合は1806に、タイムアウトと判定した場合は1808に進む。制御部1319は1806でWU無線信号を利用したデータパケットの受信を行い、1807でこの受信したデータパケットがWURモード移行要求パケットであったか判断し、WURモード移行要求パケットであった場合は1811に、WURモード移行要求パケットでなかった場合は1805に戻る。1811で、制御部1319はステーション1002(1003)を待機状態(WURモード)に移行し、フローを終了する。また、1808から回復手順を実施するために、制御部1319は無線LAN信号を用いてWUR回復要求パケットをアクセスポイント1001に対して送信し、1809で無線LAN信号を使用したこのWUR回復要求パケットに対する確認応答(ACK)パケットを受信できたか判断し、受信できた場合は1805に戻り、受信できなかった場合は1810に進み、この確認応答パケットを受信するために設定されている時間が経過してタイムアウトとなるか判断し、タイムアウトではない場合は再度1809に戻り確認応答パケットの受信を行い、タイムアウトと判定した場合は回復処理を終了し、エラーとして一連のフローを終了する。図16ではWUR回復要求パケットを一度しか送信していないが、タイムアウト判定後に再度送信し、WUR回復要求パケットを複数回送信するようにしても良い。

0091

次に図10に示したメッセージフローを実現するステーション1002(1003)の制御部1319の制御フローを、図17を利用して説明する。1901で制御部1319はアクセスポイント1001に対して無線LAN信号を使用してWURモード移行要求パケットをアクセスポイント1001に送信する。その後1902で、制御部1319はこのWURモード移行要求パケットに対する確認応答パケットを受信できたかどうか判断し、この確認応答パケットを受信できた場合は1903に進み、この確認応答パケットを受信できなかった場合はエラーとしてフローを終了する。このエラーとして終了する前に1301に戻り、制御部1319は再度WURモード移行要求パケットをアクセスポイント1001に対して送信しても良い。1903で、制御部1319はWU無線信号を受信するために使用するブロック、一例として図13のLPF部1320、包絡線検波部1321、同期部1322、復調部1323に電源を供給し、これらのWU無線信号を受信するための各ブロックを使用できるようにする。その後1904で、制御部1319は予め決められた時間内にWURモード移行要求パケットを受信したかどうかのタイムアウト判定を行い、タイムアウトではないと判断した場合は1905に、タイムアウトと判定した場合は1907に進む。制御部1319は1905でWU無線信号を利用したデータパケットの受信を行い、1906でこの受信したデータパケットがWURモード移行要求パケットであったか判断し、WURモード移行要求パケットであった場合は1910に、WURモード移行要求パケットでなかった場合は1904に戻る。1910で、制御部1319はステーション1002(1003)を待機状態(WURモード)に移行し、フローを終
了する。また、1907から回復手順を実施するために、制御部1319は無線LAN信号を用いてWUR回復要求パケットをアクセスポイント1001に対して送信し、1908で無線LAN信号を使用したこのWUR回復要求パケットに対する確認応答(ACK)パケットを受信できたか判断し、受信できた場合は1904に戻り、受信できなかった場合は1909に進み、この確認応答パケットを受信するために設定されている時間が経過してタイムアウトとなるか判断し、タイムアウトではない場合は再度1908に戻り確認応答パケットの受信を行い、タイムアウトと判定した場合は回復処理を終了し、エラーとして一連のフローを終了する。図17ではWUR回復要求パケットを一度しか送信していないが、タイムアウト判定後に再度送信し、WUR回復要求パケットを複数回送信するようにしても良い。

0092

次に図9に示したメッセージフローを実現するアクセスポイント1001の制御部1219の制御フローを、図18を利用して説明する。2001で、制御部1219はステーション1002(1003)に対して無線LAN信号を使用してWURモード移行要求パケットを送信する。その後2002で、制御部は2001で送信したWURモード移行要求パケットに対する確認応答(ACK)パケットを受信できたか判断し、受信できた場合は2003に進み、この確認応答パケットを受信できなかった場合はエラーとしてフローを終了する。エラーとして終了する前に2001に戻り、再度WURモード移行要求パケットの送信をしても良い。2003で、制御部1219は予め決められた時間待ち、キャリアセンスを実施してWU無線信号でWUR移行パケットを送信するための送信機会(TXOP)の確保を行う。この待ち時間はステーション1002(1003)がWU無線信号を受信できるようになるまでの時間を考慮し、無線LAN信号を使用する際のキャリアセンスに先立つ待ち時間より長く設定しても良い。この送信機会を確保した後2004に進み、制御部1219はWU無線信号を利用してWUR移行パケットを送信する。その後2005に進み、制御部1219はステーション1002(1003)が回復手順を使用する可能性がある期間が終了したか判断し、この期間が終了したと判断した場合はフローを終了し、この期間内と判断した場合は2006に進む。2006で、制御部1219は無線LAN信号を利用したデータパケットの受信を行い、続く2007でこのデータパケットがWUR回復要求パケットであるかどうか判断し、WUR回復要求パケットでなかった場合は2005に戻り、WUR回復要求パケットであった場合は2008に進む。2008で、制御部1219は受信したWUR回復要求パケットに対する確認応答パケットを、無線LAN信号を利用して送信し、その後2009に進む。2009で、制御部1219は2001で送信したWURモード移行要求パケットに対応するWUR回復要求パケットの受信が予め決められた回数に達してタイムアウト条件を満たしたか判断し、タイムアウトと判定した場合はエラーとしてフローを終了し、タイムアウトと判定しなかった場合は2010に進む。2010において、2001でWURモード移行要求パケットを送信したステーション1002(1003)に対して送信するWUR信号のMCS(変調符号化方式)を設定し直し、2003に戻る。このMCSの再設定時に使用するMCSは低速でよりエラーレートが低いものを使用しても良い。

0093

次に図10に示したメッセージフローを実現するアクセスポイント1001の制御部1219の制御フローを、図19を利用して説明する。2101で、制御部1219は無線LAN信号を利用したデータパケットの受信を行い、その後2101でこの受信したデータパケットに対する確認応答パケットを、無線LAN信号を利用して送信する。その後2103で、制御部1219は2101で受信したデータパケットがWURモード移行要求パケットであったか判断し、WURモード移行要求パケットでなかった場合は2101に戻り、WURモード移行要求パケットであった場合2104に進む。2104で、制御部1219は予め決められた時間待ち、キャリアセンスを実施してWU無線信号でWUR移行パケットを送信するための送信機会(TXOP)の確保を行う。この待ち時間はステーション1002(1003)がWU無線信号を受信できるようになるまでの時間を考慮し
、無線LAN信号を使用する際のキャリアセンスに先立つ待ち時間より長く設定しても良い。この送信機会を確保した後2105に進み、制御部1219はWU無線信号を利用してWUR移行パケットを送信する。その後2106に進み、制御部1219はステーション1002(1003)が回復手順を使用する可能性がある期間が終了したか判断し、この期間が終了したと判断した場合はフローを終了し、この期間内と判断した場合は2107に進む。2107で、制御部1219は無線LAN信号を利用したデータパケットの受信を行い、続く2108でこのデータパケットがWUR回復要求パケットであるかどうか判断し、WUR回復要求パケットでなかった場合は2106に戻り、WUR回復要求パケットであった場合は2109に進む。2109で、制御部1219は受信したWUR回復要求パケットに対する確認応答パケットを、無線LAN信号を利用して送信し、その後2110に進む。2110で、制御部1219は2101で受信したWURモード移行要求パケットに対応するWUR回復要求パケットの受信が予め決められた回数に達してタイムアウト条件を満たしたか判断し、タイムアウトと判定した場合はエラーとしてフローを終了し、タイムアウトと判定しなかった場合は2111に進む。2111において、2001でWURモード移行要求パケットを受信したステーション1002(1003)に対して送信するWUR信号のMCS(変調符号化方式)を設定し直し、2104に戻る。このMCSの再設定時に使用するMCSは低速でよりエラーレートが低いものを使用しても良い。

0094

図9図10のメッセージフロー中で、WU無線信号を利用して送信するWURモード移行パケットは、アクセスポイント1001が送信するWU無線信号がステーション1002(1003)で受信できるか確認できればよく、このWURモード移行パケットの宛先が特定できる必要はないため通常のWU無線パケットで使用する無線フレームよりも短い無線フレームを使用しても良い。一例を図20に示す。図20(a)は図15に示したWU無線フレームと同様の構造で、同じ符号を配している。図20(b)はWURモード移行パケットの無線フレームの構造の一例で、同期部分2201、MCSフィールド2202、WURモード移行フィールド2203、FCSフィールド2204から構成される。このWUR無線フレームを受信したステーションは、FCSフィールド2204の値を用いてWURモード移行フィールド2203の受信誤りを検出することが出来る。WURモード移行フィールド2203に含める値はアクセスポイント1001から送信されたことを判断できる値であれば良く、例えばBSSカラー、アクセスポイント1001のMACアドレスの一部やMACアドレスのハッシュ値、WURモード移行パケットに含まれる値などを使用して良い。また、WURモード移行フィールドの長さは端末識別子1503、カウンタフィールド1504、予約フィールド1505などを含めたWUR無線フレームのペイロードより短く手も良く、更に端末識別子フィールド1503より短くても良い。

0095

なお、WU無線信号の送信時に使用するMCSはアクセスポイント1001が予め設定した値でも良く、また、WURモード移行要求パケットに含まれる値によって設定しても良い。

0096

なお、WURモードに移行する機能を備えるステーション1002(1003)は、WURモードを一時的に停止(サスペンド)することができる。ステーション1002(1003)は、1602において、アクセスポイント1001に送信する応答フレームに、WURモードを一時的に停止することを示す情報を含めることができる。ステーション1002(1003)は、1602において、アクセスポイント1001に送信する応答フレームに、WURモードへの移行を拒絶することを示す情報を含めることができる。アクセスポイント1001は、ステーション1002(1003)より、WURモードを一時的に停止することを示す情報や、WURモードへの移行を拒絶する情報を含む応答フレームを受信した場合、ステーション1002(1003)に対して、WURフレームの送信
は行わない。なお、ステーション1002(1003)は、必ずしも、アクセスポイント1001から送信されるWURモードへの移行を示す情報を含むフレームへの応答フレームに対して、上述したWURモードを一時的に停止することを示す情報を含める必要はなく、ステーション1002(1003)から、自発的に、アクセスポイント1001に、該フレームを送信することもできる。

0097

なお、アクセスポイント1001は、1601で送信するフレームを、複数のステーションに同時に送信することができる。アクセスポイント1001は、1601で送信するフレームに、各ステーションが1602で送信する応答フレームに設定する無線リソースを示す情報を含めることができる。該無線リソースは、アクセスポイント1001が設定する通信帯域幅を複数の帯域に分割したリソースユニットである。そのため、アクセスポイント1001は、1601でフレームを送信する際に、1602の応答フレームを考慮したTXOPを確保する。アクセスポイント1001が1601において、複数のステーションに対してフレームを送信した場合、アクセスポイント1001は、該複数のステーションの少なくとも1つから、1602において、応答フレームを受信した場合、1604のWURフレームの送信に移行する。アクセスポイント1001は、1602において、該複数のステーションの全てから、応答フレームを受信しなかった場合、上述してきた回復手順に移行する。

0098

なお、ステーション1002(1003)が上述してきたWURモードへの移行手続きが実施される前に、WURモードへの移行および無線LANモードへの復帰が設定されている場合(例えば、ステーション1002(1003)が周期的にWURモードへの移行および無線LANモードへの復帰が設定されており、その周期等が設定されている場合)、ステーション1002(1003)は1602の応答フレームを送信を行なわなくてもよいし、1602の応答フレームに、ステーション1002(1003)がWURモードへの移行および無線LANモードへの復帰手続きが既に設定されていることを示す情報を含めることができる。

0099

以上のように動作する事で、ステーション1002(1003)は待機状態(WURモード)移行する前にWU無線信号が到達する事を確認する事が可能となり、待機状態に移行後WU無線フレームの受信に失敗する事を大幅に減らす事が可能となる。

0100

(第2の実施形態)
第1の実施形態では無線LAN信号の送信電力制御は行っていなかったが、アクセスポイント1001からWURモード移行要求パケットを送信する際の無線LAN信号の送信電力、もしくはWURモード移行要求パケットに対する確認応答パケットを送信する際の無線LAN信号の送信電力を制御し、WU無線信号の到達距離と同等の到達距離になるようにしても良い。これにより確認応答パケットを受信できるかどうかでWURモード移行要求パケットの送受信時にWU無線信号のおおよその到達距離を推定する事が可能となり、第1の実施形態で示したメッセージフローの実行結果がエラーとなる可能性を減らすことが出来る。また、電力制御を適用したWURモード移行要求パケットの確認応答の結果により、WURモード移行要求パケットに含めるWU無線信号のMCSを変え、合わせてWURモード移行要求パケットの送信電力を変えても良い。

0101

例えば、ステーション1002(1003)は1602で、アクセスポイント1001へ送信する応答フレームに、アクセスポイント1001がWURフレームの送信電力を設定する際に参照する情報を含めることができる。ステーション1002(1003)は、1601で受信したフレームのRSSIを示す情報や、ステーション1002(1003)が所望する受信電力(ターゲット受信電力、ターゲットRSSI)を示す情報を該応答フレームに含めることができる。

0102

例えば、ステーション1002(1003)は1602で、アクセスポイント1001へ送信する応答フレームに、アクセスポイント1001が1604で送信するWURフレームに設定するMCSを設定する際に参照する情報を含めることができる。ステーション1002(1003)は、所望のMCSや推奨されるMCSを示す情報を該応答フレームに含めることができる。

0103

以上のように動作する事で、ステーション1002(1003)は待機状態(WURモード)移行する前にWU無線信号が到達する事を確認する事が可能となり、待機状態に移行後WU無線フレームの受信に失敗する事を大幅に減らす事が可能となる。

0104

(第3の実施形態)
図9図10図11に示したフローを実行する時に、待機状態に移行しているステーションになりすまし、待機状態に移行しているステーションの端末識別子を用いてPS−pollパケットをなりすましたステーションが送信すると、アクセスポイントから本来送信されるはずのないデータパケットが送信されてしまい、本来の送信先ステーションがそのデータパケットを受信できなくなる場合がある。図9図10に示したWURモード移行要求パケットを使用したシグナリングを行い、待機モードに移行している事が確定しているステーションから送信されるPS−pollパケットのみを受け付ける事で、このような攻撃成立する機会を減らす事が可能となる。

0105

以上のように動作する事で、ステーションが待機状態に移行中にアクセスポイントにある未送信のデータが送信されてしまう可能性を減らし、待機状態を挟んだ通信失敗を減らす事が可能となる。

0106

(全実施形態共通)
本発明に関わる装置で動作するプログラムは、本発明に関わる実施形態の機能を実現するように、Central Processing Unit(CPU)等を制御してコンピュータを機能させるプログラムであっても良い。プログラムあるいはプログラムによって取り扱われる情報は、一時的にRandom Access Memory(RAM)などの揮発性メモリあるいはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリやHard Disk Drive(HDD)、あるいはその他の記憶装置システムに格納される。

0107

尚、本発明に関わる実施形態の機能を実現するためのプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録しても良い。この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。ここでいう「コンピュータシステム」とは、装置に内蔵されたコンピュータシステムであって、オペレーティングシステム周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータが読み取り可能な記録媒体」とは、半導体記録媒体光記録媒体磁気記録媒体、短時間動的にプログラムを保持する媒体、あるいはコンピュータが読み取り可能なその他の記録媒体であっても良い。

0108

また、上述した実施形態に用いた装置の各機能ブロック、または諸特徴は、電気回路、たとえば、集積回路あるいは複数の集積回路で実装または実行され得る。本明細書で述べられた機能を実行するように設計された電気回路は、汎用用途プロセッサデジタルシグナルプロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、またはその他のプログラマブル論理デバイスディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア部品、またはこれらを組み合わせたものを含んでよい。汎用用途プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいし、従来型のプロセッサ、コントローラマイクロコントローラ、またはステ
ートマシンであっても良い。前述した電気回路は、デジタル回路で構成されていてもよいし、アナログ回路で構成されていてもよい。また、半導体技術の進歩により現在の集積回路に代替する集積回路化の技術が出現した場合、本発明の一または複数の態様は当該技術による新たな集積回路を用いることも可能である。

0109

なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。実施形態では、装置の一例を記載したが、本願発明は、これに限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型電子機器、たとえば、AV機器キッチン機器掃除洗濯機器空調機器オフィス機器自動販売機、その他生活機器などの端末装置もしくは通信装置に適用出来る。

0110

以上、この発明の実施形態に関して図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、本発明は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。

0111

本発明は、無線通信装置に利用可能である。

0112

1001アクセスポイント
1002,1003ステーション
1501,1701,2201 同期部分
1502,1702,2202 MCSフィールド
1503,1703端末識別子フィールド
1504,1704カウンタフィールド
1505,1705予約フィールド
1506,1706,2204FCSフィールド
2203WURモード移行フィールド
1511BSS colorフィールド
1512アソシエーション識別子フィールド
1513 PartialAIDフィールド
1401,1801レガシー部分
1402,1802−1〜1802−6 WU無線部分
1201,1310プリアンブル生成部
1202,1302送信データ制御部
1203,1303マッピング部
1204,1304 IDFT部
1205,1305 P/S変換部
1206,1306GI付加部
1207,1307 D/A変換部
1208,1308 送信RF部
1209,1309アンテナ切替部
1210,1310アンテナ部
1211,1311 受信RF部
1212,1312 A/D変換部
1213,1313シンボル同期部
1214,1314 S/P変換部
1215,1315 DFT部
1216,1316デマッピング部
1217,1317 受信データ制御部
1218 DS制御部
1219,1319 制御部
1318アプリケーションIF部
1320LPF部
1321包絡線検波部
1322 同期部
1323復調部

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