CN106688291A - 无线通信终端以及无线通信方法 - Google Patents

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Abstract

提高系统整体中的信道利用效率。作为本发明的一个方式的无线通信终端具备至少一个天线、经由所述天线发送接收信息的无线通信部以及控制部。所述控制部经由所述无线通信部发送指定比能够以预定的信道为基础扩展而利用的最大的带宽小的第1带宽的第1信息,经由所述无线通信部发送指定包括在所述最大的带宽中使用的多个信道中的、与在所述第1带宽中使用的信道不同的至少一个信道的多个信道的第2信息。

Description

无线通信终端以及无线通信方法
技术领域
本发明的实施方式涉及无线通信终端以及无线通信方法。
背景技术
有以20MHz的基准信道为基础,将信道宽度扩展到40MHz、80MHz或者160MHz的标准。在该标准中,作为带宽运用(bandwidth operation)的方法,有如下方法:以基准信道为基准,以判断为无干扰的最大的信道宽度返回响应的被称为动态(dynamic)的方法;以及如果在接收帧的发送中使用的一个以上的信道的任意一个信道中有干扰则不返回响应(即,获取不到信道)的被称为静态(static)的方法。此外,上述标准的终端必须应对至80MHz宽度。
另一方面,有在多个信道中同时向多个终端发送或者从多个终端接收的被称为OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,正交频分多址)或者MU-MC(Multi-User Multi-Channel,多用户多通道)的系统。在MU-MC系统中,MU-MC对应终端为了高效地取得空闲信道来提高吞吐量,期待能够以各个信道单位检测CCA(Clear ChannelAssessment,空闲信道评估)、并且作为干扰检测时的响应进行动态的动作。另外,在将进行以子载波单位(资源单元;RU)的终端分配的OFDMA应用于IEEE802.11无线LAN的情况下,也期待以20MHz宽度等现有的基准信道宽度单位检测CCA,并且期待作为干扰检测时的响应进行动态的动作。进而,消除上述标准那样的以基准信道为基础的信道宽度中的信道利用的制约,能够以各个信道单位进行发送的同时用没有干扰的信道进行发送时,信道的利用效率良好。
但是,在使用80MHz宽度以上的信道的情况、且作为旧版(legacy)终端收容上述标准对应终端的情况下,在旧版终端中特别是在静态对应的终端中使用80MHz信道宽度或者160MHz信道宽度时,存在使系统整体中的信道利用效率降低的可能性。
因此,为了将系统整体中的信道利用效率维持为高的水准,想要限制至少旧版并且静态对应的终端的宽带使用,但旧版终端没有对其它终端明示地通知以动态以及静态中的哪一种方式工作的手段。因此,需要预先设想至少存在静态动作的旧版终端。
专利文献
专利文献1:美国申请公开第2011/0222486号说明书
非专利文献
非专利文献1:IEEE 11-13/0287r3
非专利文献2:IEEE Std 802.11ac(TM)-2013
非专利文献3:IEEE Std 802.11(TM)-2012
发明内容
本发明的实施方式的目的在于提高系统整体中的信道利用效率。
作为本发明的一个方式的无线通信用集成电路具备基带集成电路。所述基带集成电路经由RF集成电路发送第1信息,经由所述RF集成电路发送第2信息,所述第1信息指定比能够以预定的信道为基础扩展而利用的最大的带宽小的第1带宽,所述第2信息指定包括在所述最大的带宽中使用的多个信道中的、与在所述第1带宽中使用的信道不同的至少一个信道的多个信道。
附图说明
图1是本发明的实施方式的无线通信装置的功能框图。
图2是示出由基站和多个终端形成的无线通信组的图。
图3是说明动态响应的动作例的图。
图4是说明静态响应的动作例的图。
图5是说明旧版终端和MU-MC对应终端混合存在的情况下的动作例的图。
图6是说明旧版终端和MU-MC对应终端混合存在的情况下的其它动作例的图。
图7是示出管理帧的格式例的图。
图8是示出HT操作信息元素的格式例的图。
图9是示出VHT操作信息元素的格式例的图。
图10示出定义在图8以及图9的各元素的信息字段中设定的值与工作信道宽度的关系的表格的例子。
图11是示出本实施方式的MU-MC操作元素的格式例的图。
图12是示出保存了图8、图9以及图11的各元素的管理帧的格式例的图。
图13是示出MU-MC操作元素的信息字段的格式例的图。
图14是示出MU-MC操作元素的信息字段的另一格式例的图。
图15是示出MU-MC操作元素的信息字段的又一格式例的图。
图16是示出MU-MC操作元素的信息字段的又一格式例的图。
图17是示出MU-MC操作元素的信息字段的又一格式例的图。
图18是示出本发明的实施方式的动作序列的例子的图。
图19是示出本发明的实施方式的基站的动作例的流程图。
图20是示出本发明的实施方式的、作为非基站的终端的动作例的流程图。
图21是示出次信道偏移元素以及宽带宽信道切换元素的格式例的图。
图22是示出终端或者基站的整体结构例的图。
图23是示出搭载于基站或者终端的无线通信装置的硬件结构例的图。
图24是本发明的实施方式的无线设备的立体图。
图25是示出本发明的实施方式的存储卡的图。
图26是示出竞争期间的帧交换的一个例子的图。
图27是用于说明资源单元的分配的图。
图28是用于说明资源单元的方式的图。
图29是示出IEEE802.11n标准以及IEEE802.11ac标准中的基准信道以及扩展信道的例子的图。
图30是示出IEEE802.11ac标准中的基准信道以及扩展信道的其它例子的图。
(符号说明)
10:MAC处理部;20:MAC共同处理部;30:发送处理部;40:接收处理部;50:PHY处理部;60:MAC/PHY管理部;70:模拟处理部(模拟处理部1~N);80:天线(天线1~N);90:上位处理部;211:基带IC;213:存储器;214:主机接口;215:CPU;216:DAC;217:ADC;221:RF IC;222、232:滤波器;223、233:混频器;224、234:放大器;225、235:平衡-不平衡变压器;242:PLL;243:晶体振荡器;247:天线;245:开关;148:无线LAN模块;149:主机系统;301:笔记本PC;305、315、355:无线通信装置;321:移动体终端;331:存储卡;332:存储卡主体。
具体实施方式
以下,参照附图,说明本发明的实施方式。关于作为无线LAN的标准已知的IEEEStd 802.11TM-2012以及IEEE Std 802.11acTM-2013,设为在本说明书中通过参照引入其全部内容(incorporated by reference)。
以下,参照附图,说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
图1示出第1实施方式的无线通信装置的功能框图。该无线通信装置能够安装到无线通信基站或者与无线通信基站进行通信的无线通信终端。无线通信基站(以下称为基站)除了具有中继功能这点以外,也具有与无线通信终端(以下称为终端)同样的功能,所以是终端的一个方式。本实施方式的功能基本上在基站以及非基站的终端中的任意一个中都能够实现,在以下的说明中说成终端时,只要无需特别区分两者,则还可以包括基站。
在本实施方式中,设想如下情况:基站对非基站的多个终端分配多个信道,进行向多个终端同时发送或者从多个终端同时接收的OFDMA(Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access,正交频分多址)通信。在本说明书中,将这样的OFDMA通信特别地表现为Multi-User Multi-Channel(MU-MC)通信。但是,在将基于子载波单位(资源单元(RU))进行终端分配的OFDMA应用于IEEE802.11无线LAN的情况下,也与MU-MC的情况同样地以基准信道宽度(例如20MHz)单位进行CCA(Clear Channel Assessment,空闲信道评估)检测的情况下,将以后说明的设想了MU-MC的实施方式还能够应用于基于RU进行终端分配的OFDMA。其理由是因为在基于RU进行终端分配的OFDMA中,也能够设想为为了保持后方兼容性而依照与以往的IEEE802.11无线LAN使用的信道宽度同样的信道宽度(例如如20MHz用、40MHz用、80MHz用那样)决定RU分配。但是,还考虑如果检测到干扰并使用的信道宽度发生变化(例如从80MHz变更为40MHz),则在RU中使用的音(tone)数以及配置发生变化。将从基站向多个终端的下行链路的MU-MC发送称为下行链路MU-MC(DL-MU-MC)发送,将从多个终端向基站的上行链路的MU-MC发送称为上行链路MU-MC(UL-MU-MC)发送。以下,在称为MU-MC通信时,主要设想DL-MU-MC通信,但本实施方式还能够应用于UL-MU-MC通信的情况。
本实施方式的基站以及终端能够针对预定的频带(系统的工作频带)内的多个信道(一个信道例如是20MHz宽度等)的每一个信道,独立地发送接收信号。这样能够针对每个信道发送接收信号,从而能够进行高效的MU-MC通信。在本实施方式中,有时将与这样能够针对每个信道独立地发送接收信号的方式对应的终端称为MU-MC对应终端(IEEE802.11ax对应终端)(在设想进行基于子载波单位(资源单元)的终端分配的OFDMA的情况下,将这样的OFDMA对应终端作为IEEE802.11ax对应终端即可)。MU-MC对应终端能够以信道单位检测CCA(Clear Channel Assessment,空闲信道评估),能够用没有干扰的任意的信道进行通信。基站或者终端无需一定针对多个信道的全部信道能够各自地发送接收信号,也可以是如下方式:在例如有信道1~8的情况下,关于信道1~6,能够针对每个信道发送接收信号,但关于信道7、8,仅能够按照将信道7、8集中而成的信道集发送接收信号。在该情况下,设为能够以信道集单位进行载波侦听的忙/闲的判断。
在此,说明基于子载波单位(资源单元)进行终端分配的OFDMA。在基于资源单元的OFDMA中,将包括一个或者多个子载波的资源单元(也可以称为子信道、资源块、频率块等)作为通信资源分配给终端,并基于资源单元与多个终端同时进行通信。
资源单元是成为进行通信的资源的最小单位的频率分量。图27示出在一个信道(在此记载为信道M)内的连续的频域中确保的资源单元(RU#1、RU#2、…RU#K)。在信道M中,配置有相互正交的多个子载波,在信道M内定义了包括一个或者多个子载波的多个资源单元。在资源单元之间也可以配置一个以上的子载波(保护子载波),但保护子载波不是必须的。对信道内的各资源单元或者各子载波可以设定用于识别资源单元或者子载波的识别信息。作为一个例子,一个信道的带宽是20MHz、40MHz、80MHz、160MHz等,但不限定于这些。也可以集中20MHz的多个信道而作为一个信道。也可以根据带宽而信道内的子载波数或者资源单元数不同。多个终端分别同时使用不同的资源单元,从而实现OFDMA通信。
资源单元的带宽(或者子载波数)既可以在各资源单元中共同,也可以针对每个资源单元而带宽(或者子载波数)不同。图28示意地示出一个信道内的资源单元的配置模式例。沿着纸面,横向与频域方向对应。图28(A)示出配置了相同的带宽的多个资源单元(RU#1、RU#2、…RU#K)的例子。图28(B)示出配置了比图28(A)大的带宽的多个资源单元(RU#11-1、RU#11-2、…、RU#11-L)的例子。图28(C)示出配置了3种以上的带宽的资源单元的例子。资源单元(RU#12-1、RU#12-2)具有最大的带宽,资源单元RU#11-(L-1)是与图28(B)的资源单元相同的带宽,资源单元(RU#K-1、RU#K)是与图28(A)的资源单元相同的带宽。
各终端在OFDMA中使用的资源单元数是一个或者多个,不限制于特定的值。在终端使用多个资源单元的情况下,也可以结合频率上连续的多个资源单元而用作为一个资源单元,也可以容许使用处于分离的部位的多个资源单元。图28(B)的资源单元#11-1也可以考虑为是结合了图28(A)的资源单元#1和#2而成的资源单元的一个例子。
一个资源单元内的子载波既可以在频域中连续,也可以从非连续地配置的多个子载波定义资源单元。在OFDMA中使用的信道不限于一个,除了信道M以外,也可以在频域中分离的位置配置的其它信道(参照图27的信道N)内,与信道M同样地确保资源单元,使用信道M和信道N这两方内的资源单元。在信道M和信道N中,资源单元的配置方法既可以相同,也可以不同。作为一个例子,如上所述,一个信道的带宽是20MHz、40MHz、80MHz、160MHz等,但不限于这些。还能够使用3个以上的信道。此外,还能够将信道M和信道N集中而考虑为一个信道。
此外,设为实施OFDMA的终端至少能够用作为后方兼容的对象的旧版终端中的基本信道宽度(如果将IEEE802.11a/b/g/n/ac标准对应终端作为旧版终端则是20MHz信道宽度)的信道,对包括帧的物理数据包(packet)进行接收以及解码(包括解调以及纠错码的解码等)。关于载波侦听,设为以基本信道宽度的单位进行。
载波侦听也可以包括与CCA(Clear Channel Assessment,空闲信道评估)的忙/闲有关的物理上的载波侦听(Physical Carrier Sense,物理载波侦听)以及基于在接收到的帧中记载的介质预约时间的虚拟的载波侦听(Virtual Carrier Sense,虚拟载波侦听)这两方。如后者那样,虚拟地将介质判定为忙的构造或者虚拟地将介质设为忙的期间被称为NAV(Network Allocation Vector,网络分配矢量)。此外,以信道单位进行的CCA或者基于NAV的载波侦听信息也可以在信道内的全部资源单元中共同地应用。例如,也可以将属于载波侦听信息表示闲的信道的资源单元全部判断为闲。
以上,根据图27以及图28说明了基于资源单元的OFDMA,但以下说明设想了基于信道的OFDMA(MU-MC)的实施方式。但是,如上所述,在以基准信道宽度(例如20MHz)单位进行CCA的情况下,能够将设想了该MU-MC的实施方式还应用于基于资源单元的OFDMA。
还设想基站除了上述MU-MC对应终端以外,还收容以预定的信道(基准信道)为基础将所使用的信道数扩展至指定的带宽(信道宽度)而进行通信的终端。将这样的终端相对于没有从基准信道的扩展这样的制约而能够针对每个信道独立地发送接收信号的MU-MC对应终端而称为旧版终端。具体而言,作为旧版终端,主要设想IEEE802.11n对应终端、802.11ac对应终端。
IEEE802.11ac对应终端具有以基准信道为基础将信道扩展到40MHz、80MHz或者160MHz而工作的功能。向160MHz的扩展是选项。IEEE802.11n对应终端能够以基准信道为基础,将信道扩展至40MHz而工作。向40MHz的扩展是选项。
图29以及图30示出IEEE802.11n标准以及IEEE802.11ac标准中的基准信道以及扩展信道的例子。图29以及图30所示的内容是从IEEE标准书摘录出的内容。如图29所示,在相对成为基准的20MHz宽度的信道(primary)向40MHz扩展信道的情况下,除了基准信道(primary)以外,还使用与其连续的扩展信道(secondary)。在向80MHz扩展信道的情况下,使用基准信道(primary)和扩展信道(secondary、与primary或者secondary连续的secondary40)。在向160MHz扩展信道的情况下,使用基准信道(primary)和扩展信道(secondary、secondary40、secondary80)。在图29中,secondary80构成与primary或者secondary或者secondary40连续的一个信道的块(分段,segment),但如图30那样,也有secondary80位于远离从primary至secondary40的连续的信道的块(分段)的位置的结构。将该情况的信道宽度(带宽),区分160MHz信道宽度而称为80+80MHz信道宽度。但是,在本实施方式中使用的信道中,也可以不设置如IEEE802.11n标准的40MHz信道扩展(图29)、IEEE802.11ac标准中的80MHz、160MHz信道扩展(图29)、IEEE802.11ac标准中的80+80MHz信道扩展(图30)那样针对基准信道预先定义各扩展信道的扩展规则这样的限制。
在上述MU-MC系统中利用的多个信道既可以是例如图29所示那样的与160MHz信道宽度对应的8个20MHz宽度信道,也可以是图30所示那样的与80+80MHz信道宽度对应的8个20MHz宽度信道。或者,也可以是包括这些8个信道的一部分(例如primary和secondary)或者全部在内的更多个(9个以上)20MHz宽度的信道。另外,信道带宽不限制于20MHz,也可以是其它信道宽度的单位。
如图1所示,搭载于终端(非基站的终端以及基站)的无线通信装置包括上位处理部90、MAC处理部10、PHY(Physical:物理)处理部50、MAC/PHY管理部60、模拟处理部70(模拟处理部1~N)以及天线80(天线1~N)。N是1以上的整数。在图中,N个模拟处理部和N个天线一对一对地连接,但并非一定限定于该结构。例如,也可以是,模拟处理部的个数是一个,两个以上的天线与该模拟处理部共同地连接。
MAC处理部10、MAC/PHY管理部60以及PHY处理部50相当于进行和与其它终端(包括基站)的通信有关的处理的控制部或者无线通信用集成电路的一个方式。模拟处理部70相当于例如经由天线80发送接收信号的无线通信部或者RF(Radio Frequency,射频)集成电路的一个方式。本实施方式的无线通信用集成电路包括该基带集成电路(控制部)以及RF集成电路的至少前者。基带集成电路的功能既可以通过在CPU等处理器中工作的软件(程序)进行,也可以通过硬件进行,还可以通过软件和硬件这两方进行。软件也可以保存到ROM、RAM等存储器、硬盘、SSD等存储介质而通过处理器读出并执行。存储器既可以是SRAM、DRAM等易失性存储器,也可以是NAND、MRAM等非易失性存储器。
上位处理部90进行用于相对MAC(Medium Access Control:介质访问控制)层的上位层的处理。上位处理部90能够在与MAC处理部10之间交互信号。作为上位层,作为代表性的例子可以举出TCP/IP、UDP/IP、更上层的应用层等,但本实施方式不限于此。上位处理部90也可以具备用于在MAC层与上位层之间交互数据的缓冲器。也可以经由上位处理部90连接于有线基础设施。
MAC处理部10进行用于MAC层的处理。如上所述,MAC处理部10能够在与上位处理部90之间交互信号。进而,MAC处理部10能够在与PHY处理部50之间交互信号。MAC处理部10包括MAC共同处理部20、发送处理部30以及接收处理部40。
MAC共同处理部20在MAC层中的发送接收中进行共同的处理。MAC共同处理部20与上位处理部90、发送处理部30、接收处理部40以及MAC/PHY管理部60连接,在与各个之间进行信号的交互。
发送处理部30以及接收处理部40相互连接。另外,发送处理部30以及接收处理部40分别与MAC共同处理部20以及PHY处理部50连接。发送处理部30进行MAC层中的发送处理。接收处理部40进行MAC层中的接收处理。
PHY处理部50进行用于PHY层的处理。如上所述,PHY处理部50能够在与MAC处理部10之间交互信号。PHY处理部50经由模拟处理部70连接于天线80。
MAC/PHY管理部60与上位处理部90、MAC处理部10(更详细而言MAC共同处理部20)以及PHY处理部50的各个连接。MAC/PHY管理部60管理无线通信装置中的MAC动作以及PHY动作。
模拟处理部70包括模拟/数字以及数字/模拟(AD/DA)变换器、RF电路,将来自PHY处理部50的数字信号变换为期望的频率的模拟信号而从天线80发送,并且将从天线80接收的高频的模拟信号变换为数字信号。此外,在此,在模拟处理部70中进行AD/DA变换,但还能够是使PHY处理部50具有AD/DA变换功能的结构。
本实施方式的无线通信装置通过在一个芯片内作为构成要素包括天线80(一体化),从而能够将该天线80的安装面积抑制得较小。进而,在本实施方式的无线通信装置中,如图1所示,发送处理部30以及接收处理部40共用N个天线80。发送处理部30以及接收处理部40共用N个天线80,从而能够使图1的无线通信装置小型化。此外,本实施方式的无线通信装置当然也可以具备与图1例示的结构不同的结构。
在从无线介质接收信号时,模拟处理部70将天线80所接收到的模拟信号变换为PHY处理部50可处理的基带(Baseband)的信号,变换为数字信号。PHY处理部50从模拟处理部70接受数字的接收信号,检测其接收电平。将检测到的接收电平与载波侦听电平(阈值)进行比较,如果接收电平是载波侦听电平以上,则PHY处理部50将表示介质(CCA:ClearChannel Assessment,空闲信道评估)忙的信号输出到MAC处理部10(更正确而言,接收处理部40)。如果接收电平小于载波侦听电平,则PHY处理部50将表示介质(CCA)闲的信号输出到MAC处理部10(更正确而言,接收处理部40)。
PHY处理部50针对接收信号进行解调处理、去掉前导码(preamble)以及PHY头部的处理等来抽出有效载荷。在IEEE802.11标准中,在PHY侧,将该有效载荷称为PSDU(physicallayer convergence procedure(PLCP)service data unit,物理层收敛过程服务数据单元)。PHY处理部50将抽出的有效载荷送到接收处理部40,接收处理部40将其处置为MAC帧。在IEEE802.11标准中,将该MAC帧称为MPDU(medium access control(MAC)protocol dataunit,介质访问控制协议数据单元)。此外,使用A-MPDU的情况的详细内容后述。另外,PHY处理部50在开始接收到接收信号时,将该意思通知给接收处理部40,并且在结束接收接收信号时,将该意思通知给接收处理部40。另外,PHY处理部50在能够将接收信号正常地解码为PHY数据包的情况下(未检测到差错),通知接收信号的接收结束,并且将表示介质闲的信号送到接收处理部40。PHY处理部50在接收信号中检测到差错的情况下,以适合于差错类别的适合的差错代码,对接收处理部40通知检测到差错。另外,PHY处理部50在判定为介质变为闲的时间点,将表示介质闲的信号通知给接收处理部40。
MAC共同处理部20分别中介从上位处理部90向发送处理部30的发送数据的交接、以及从接收处理部40向上位处理部90的接收数据的交接。在IEEE802.11标准中,将该MAC数据帧中的数据称为MSDU(medium access control(MAC)service data unit,介质访问控制服务数据单元)。此外,使用A-MSDU的情况的详细内容后述。另外,MAC共同处理部20一旦接受到来自MAC/PHY管理部60的指示,将该指示变换为适合于发送处理部30以及接收处理部40的指示而输出。
MAC/PHY管理部60例如相当于IEEE802.11标准中的SME(Station ManagementEntity,站点管理实体)。在该情况下,MAC/PHY管理部60与MAC共同处理部20之间的接口相当于IEEE802.11标准中的MLME SAP(MAC subLayer Managament Entity Service AccessPoint,MAC子层管理实体服务接入点),MAC/PHY管理部60与PHY处理部50之间的接口相当于IEEE802.11无线LAN(Local Area Network,局域网)中的PLME SAP(Physical LayerManagement Entity Service Access Point,物理层管理实体服务访问点)。
此外,在图1中,MAC/PHY管理部60被描绘成用于MAC管理的功能部和用于PHY管理的功能部为一体,但也可以分开安装。
MAC/PHY管理部60保持管理信息库(Management Information Base:MIB)。MIB保持本终端的能力、各种功能分别有效还是无效等的各种信息。例如,也可以还保持本终端是否为MU-MU对应终端、能否应对MU-MC方式这样的信息。用于保持/管理MIB的存储器既可以内包于MAC/PHY管理部60,也可以不内包于MAC/PHY管理部60而独立地设置。在与MAC/PHY管理部60独立地设置用于保持/管理MIB的存储器的情况下,MAC/PHY管理部60能够参照该独立的存储器,并且能够关于存储器内的可改写的参数进行改写。在基站中,作为其它非基站的各终端的这些信息也能够通过来自这些各终端的通知来取得。在该情况下,MAC/PHY管理部60能够参照/改写与其它终端有关的信息。或者,用于存储与这些其它终端有关的信息的存储器也可以与MIB独立地保持/管理。在该情况下,设为MAC/PHY管理部60或者MAC共同处理部20能够参照/改写该独立的存储器。另外,基站的MAC/PHY管理部60也可以还具备分组功能:在MU-MC通信时,根据与作为非基站的终端有关的各种信息或者来自终端的请求,选定同时分配MU-MC通信用的信道的终端。
MAC处理部10处理数据帧、控制帧以及管理帧这3种MAC帧,进行在MAC层中规定的各种处理。在此,说明3种MAC帧。
管理帧用于管理与其它终端之间的通信链路。作为管理帧,例如,有为了形成作为IEEE802.11标准中的Basic Service Set(BSS)的无线通信组而报告组的属性以及同步信息的信标(Beacon)帧、为了认证或者为了建立通信链路而交换的帧等。此外,当建立了通信链路时,在此表现某个终端完成了为了与另一台终端相互实施无线通信而所需的信息交换的状态。作为必要的信息交换,例如有本终端应对的功能的通知、与方式的设定有关的协商等。发送处理部30根据从MAC/PHY管理部60经由MAC共同处理部20接受到的指示,生成管理帧。
与管理帧关联地,发送处理部30具有对其它终端经由管理帧通知各种信息的通知单元。作为非基站的终端的通知单元也可以将与MU-MC对应终端、IEEE802.11n对应终端、IEEE802.11ac对应终端的哪一个对应的信息插入到管理帧而发送,由此对基站通知本终端的类别。作为该管理帧,例如有在作为非基站终端在与基站之间进行认证的过程之一的关联过程中使用的关联请求(Association Request)帧、或者在重新关联过程中使用的重新关联请求(Reassociation Request)帧。在MAC/PHY管理部60中也可以设置有控制该通知单元以利用管理帧发送该信息的通知控制单元。此外,基站的通知单元也可以对非基站的终端经由管理帧通知可否应对MU-MC通信的信息。作为该管理帧,例如有Beacon(信标)帧、作为针对非基站终端所发送的Probe Request(探测请求)帧的响应的Probe Response(探测响应)帧。MAC/PHY管理部60也可以具备控制通知单元以利用管理帧发送这些信息的通知控制单元。另外,也可以是,基站具有对与本装置连接的终端群进行分组的功能,上述通知单元经由管理帧通知分别分配给各终端的组的组ID。作为该管理帧,例如有Group IDManagement(组ID管理)帧。MAC/PHY管理部60也可以具备控制通知单元以利用管理帧发送组ID的通知控制单元。组ID也可以是例如在IEEE Std 802.11ac-2013中规定的组ID。
另外,接收处理部40具有从其它终端经由管理帧接收各种信息的接收单元。作为一个例子,基站的接收单元也可以从作为非基站的终端接收是否为MU-MC对应终端的信息、在旧版终端(IEEE802.11n对应终端、IEEE802.11ac对应终端)的情况下能够应对的信道宽度(可利用的最大的信道宽度)的信息。此外,基站或者终端的接收单元也可以从终端或者基站接收能否应对MU-MC通信的信息。
经由上述管理帧发送接收的信息的例子是其一个例子,能够经由管理帧在终端(包括基站)之间发送接收其它各种信息。例如,MU-MC对应终端也可以从在载波侦听中非干扰的信道选择自身希望在MU-MC通信中使用的信道,并将与选择的信道有关的信息通知给基站。在该情况下,基站也可以根据取得的信息,向各MU-MC终端进行用于MU-MC通信的信道分配。此外,在MU-MC通信中利用的多个信道既可以是用作无线通信系统的所有信道,也可以是其一部分的多个信道。
为了在与其它终端之间建立了通信链路的状态下将数据发送到该其它终端,利用数据帧。例如,通过用户的应用操作,在终端中生成数据,通过数据帧搬送上述数据。具体而言,将生成的数据,从上位处理部90经由MAC共同处理部20送到发送处理部30,在发送处理部30中生成将数据插入到帧主体字段中的数据帧,经由PHY处理部50、模拟处理部70以及天线80发送。另外,如果接收处理部40经由PHY处理部50接收到数据帧(如果掌握所接收到的MAC帧是数据帧),则将该帧主体字段的信息作为数据抽出,经由MAC共同处理部20送到上位处理部90。其结果,产生数据的写入、再现等应用上的动作。
控制帧用于在与其它无线通信装置之间发送接收(交换)管理帧以及数据帧时的控制。作为控制帧,例如有在开始管理帧以及数据帧的交换之前为了预约介质而在与其它无线通信装置之间交换的RTS(Request to Send,请求发送)帧、CTS(Clear to Send,清除发送)帧等。另外,作为其它控制帧的例子,有为了接收到的管理帧以及数据帧的送达确认而发送的ACK(Acknowledgement)帧、BA(BlockACK)帧等送达确认响应帧。这些控制帧也是在发送处理部30中生成的。关于CTS帧、ACK帧、BA帧等作为针对接收到的MAC帧的响应而发送的控制帧,在接收处理部40中进行响应帧的发送判断,将帧生成所需的信息(控制帧的类别、在RA字段等中设定的信息等)与发送指示一起输出到发送处理部30。发送处理部30根据该帧生成所需的信息,生成适合的控制帧。
MAC处理部10在根据CSMA(Carrier Sense Multiple Access,载波侦听多路访问)发送MAC帧的情况下,需要获得介质上的访问权(发送权)。发送处理部30根据来自接收处理部40的载波侦听信息,计发送定时。发送处理部30依照上述发送定时,对PHY处理部50给予发送指示,送出MAC帧。除了发送指示以外,发送处理部30还可以合起来指示在发送中使用的调制方式以及编码方式。除了这些以外,发送处理部30还可以指示发送功率。MAC处理部10在获得访问权(发送权)之后得到能够占有介质的时间(Transmission Opportunity,传输机会;TXOP)时,虽然伴随QoS(Quality of Service,服务质量)属性等限制,但能够在与其它无线通信装置之间连续地交换MAC帧。例如在无线通信装置根据CSMA/CA(CarrierSense Multiple Access with Carrier Avoidance,带有冲突避免的载波侦听多路访问)发送预定的帧(例如RTS帧),并从其它无线通信装置正确地接收到响应帧(例如CTS帧)的情况下,获得TXOP。当由该其它无线通信装置接收到该预定的帧时,该其它无线通信装置在最小帧间隔(Short InterFrame Space,短帧间间隔;SIFS)之后,发送上述响应帧。另外,作为不使用RTS帧而获得TXOP的方法,例如有如下情况:直接以单播发送请求发送送达确认响应帧的数据帧(也可以是如后述那样连接了帧或者有效载荷的形状的帧)或者管理帧,正确地接收针对此的送达确认响应帧(ACK帧、BlockACK帧)。或者,在发送了不请求发送送达确认响应帧的帧、且在该帧的持续时间(Duration)字段(参照后述图7)中设定了发送该帧的时间以上的期间的帧的情况下,也可以解释为从发送了该帧的阶段获得了在Duration字段中记载的期间的TXOP。
接收处理部40管理载波侦听信息。例如,针对每个信道(或者针对每个上述信道集),管理载波侦听信息。该载波侦听信息包含从PHY处理部50输入的与介质(CCA)的忙/闲有关的物理上的载波侦听(Physical Carrier Sense,物理载波侦听)信息和基于在接收帧中记载的介质预约时间的虚拟的载波侦听(Virtual Carrier Sense,虚拟载波侦听)信息这两方。如果任意一方的载波侦听信息表示忙,则视为介质忙,禁止在该期间中发送。此外,在IEEE802.11标准中,介质预约时间记载于MAC头部中的所谓Duration/ID字段(以下简记为Duration字段)。MAC处理部10在接收到发往其它无线通信装置的(并非发给自己的)MAC帧的情况下,判定为在从包括该MAC帧的PHY数据包的结束起的介质预约时间内,介质虚拟地忙。这样的虚拟地判定为介质忙的构造、或者虚拟地设为介质忙的期间被称为NAV(Network Allocation Vector,网络分配矢量)。
在此,数据帧也可以连接多个MAC帧或者多个MAC帧的有效载荷部分。前者在IEEE802.11标准中被称为A(Aggregated,聚合)-MPDU,后者被称为A(Aggregated,聚合)-MSDU(MAC service data unit,MAC服务数据单元)。在A-MPDU的情况下,在PSDU中连接多个MPDU。另外,不仅是数据帧,而且管理帧、控制帧也成为连接对象。在A-MSDU的情况下,在一个MPDU中的帧主体中连接多个作为数据有效载荷的MSDU。A-MPDU、A-MSDU都插入有分隔信息(长度信息等)以能够在接收侧终端适合地分离连接。也可以组合使用A-MPDU、A-MSDU这两方。另外,A-MPDU也可以仅为插入分隔信息并插入一个MAC帧的结构。另外,在如数据帧是A-MPDU的情况等那样集中发送针对多个MAC帧的响应的情况下,并不使用ACK帧,而使用BA(BlockACK)帧。
在IEEE802.11标准中,分阶段地规定了非基站的终端加入到基站为中心而构成的BSS(将其称为基础设施(Infrastructure)BSS),为了使得在BSS内能够交换数据帧而经由的多个过程(procedure)。例如,有关联(association)这样的过程,从非基站的终端向该终端请求连接的基站发送关联请求(Association Request)帧。基站在发送针对关联请求帧的ACK帧之后,发送针对关联请求帧的响应帧的关联响应(Association Response)帧。终端通过在关联请求帧中插入本终端的能力(capability)并将其发送,由此对基站通知本终端的能力。在此,例如,终端也可以在关联请求帧中插入本终端能够应对的信道宽度、用于确定本终端对应的标准的信息而发送。当然,也可以在用于向其它基站重新连接的重新关联(reassociation)这样的过程中也插入该通知。在该过程中,从非基站的终端针对请求重新连接的其它基站发送重新关联请求(Reassociation Request)帧。该其它基站在发送针对重新关联请求帧的ACK帧之后,发送针对重新关联请求帧的响应帧的重新关联响应(Reassociation Response)帧。作为管理帧,除了关联请求帧、重新关联请求帧以外,如后所述还可以使用信标帧、探测响应(Probe Response)帧等。信标帧基本上是基站发送的帧,与表示BSS的属性的参数一起,还被插入通知基站自身的能力的参数。因此,作为通知该基站自身的能力的参数,也可以加上基站能否应对MU-MC通信的信息。探测响应帧是当如后述那样发送信标帧的终端接收到探测请求(Probe Request)帧时发送的帧。探测响应帧基本上是通知与信标帧相同的内容的帧,所以使用探测响应帧,基站也能够对发送了探测请求帧的终端通知能否应对MU-MC通信。此外,在本实施方式中,以MU-MC通信为前提,在其为通常的情况下,向MU-MC通信的应对当然为必要条件,所以能否应对MU-MC通信的通知并不是必须的,但还能够通过对MU-MC终端进行该通知来进行例如发送滤波器或者接收滤波器的设定这样的MU-MC通信用的设定。
此外,通过通知上述处理的信息中的其它信息而该信息成为必须,则能够省略通知。例如,定义与某个新的标准或者做法对应的能力,如果与其对应则自然而然地是MU-MC对应终端,此时,也可以不进行是MU-MC对应终端的通知。
在本实施方式中,其特征之一在于:基站在设想了旧版终端(IEEE802.11n对应终端、IEEE802.11ac终端)以及MU-MC对应终端共存的基础之上,实现维持高的信道效率来进行MU-MC通信。
在图2中,示出具备本实施方式的基站(AP:Access Point)100、和多个作为非基站的终端(STA:STAtion)101~108的、无线通信系统或者BSS1。在多个终端101~108中,包括MU-MC对应终端和旧版终端(IEEE802.11n对应终端、IEEE802.11ac对应终端的至少一方)。
在IEEE802.11ac中,作为带宽运用(bandwidth operation)的方法,有:在RTS帧以及CTS帧的交换中以基准信道为基准按照判断为无干扰的最大的信道宽度返回响应(CTS帧)的被称为动态(dynamic)的方法;以及如果在RTS帧的发送中使用的一个以上的信道的任意信道中有干扰则在任意信道中都不返回响应(CRS帧)的被称为静态(static)的方法。将利用前者的方法的响应称为动态响应,将利用后者的方法的响应称为静态响应。另外,有时将进行动态响应的终端称为动态动作终端,将进行静态响应的终端称为静态动作终端。如上所述,在IEEE802.11ac中,规定了以20MHz宽度的基准信道为基础,将信道扩展到40MHz、80MHz或者160MHz。必须应对至80MHz,160MHz是选项。在IEEE802.11n中,规定了以20MHz宽度的基准信道为基础,将信道扩展到40MHz。向40MHz的扩展是选项。以下,设想IEEE802.11ac对应终端,使用具体例,说明动态响应和静态响应。
图3示出RTS帧的发送侧是动态动作终端、CTS帧的发送侧(RTS帧的接收侧)也是动态动作终端的情况下的动作序列的例子。作为一个例子,设想RTS帧的发送侧是IEEE802.11ac对应基站、CTS帧的发送侧是IEEE802.11ac对应终端的情况。在该情况下,进行动态动作的RTS帧的发送侧也可以是MU-MC对应基站。此外,RTS帧的发送侧是动态动作终端意味着是如下终端:在该动态动作终端假设从其它终端接收到RTS帧的情况下能够进行动态响应,并且能够与动态响应的CTS帧匹配地动态地变更用作TXOP的占有信道宽度。
在此,设为作为多个信道存在信道编号(ch.#)是1~4的信道(信道1~4),信道2对应于作为基准信道的primary信道、信道1对应于secondary信道、信道3以及4对应于secondary40信道(参照上述图29、图30)。无线通信系统(BSS)使用CSMA/CA(Carrier SenseMultiple Access with Carrier Avoidance,带有冲突避免的载波侦听多路访问),基站能够针对信道1~4的每个信道实施载波侦听,但关于作为非基站的终端,在此设想了802.11ac对应终端,并且设想为进行动态动作,所以以primary、secondary、secondary40的单位进行载波侦听。基准信道(primary)是除了实施物理上的载波侦听以外还实施虚拟载波侦听的信道,扩展信道(secondary、secondary40)也可以是仅实施物理上的载波侦听的信道。即,为了减轻监视扩展信道侧的载波侦听状态的安装负荷,也可以限制监视扩展信道侧的载波侦听状态的时间。
在图3中,以横轴为时间,示出了信道1~4的各个中的发送接收的状态。在各横轴的上侧,示出了该基站的发送状况,在各横轴的下侧,示出了该基站的接收状况。在此,设为基站(AP100)使用信道1~4对终端(例如STA108)发送RTS帧。
在此,RTS帧例如是作为完全相同的20MHz宽度的PHY数据包在信道1~4中同时发送的、在IEEE802.11n标准、IEEE802.11ac标准中记载的duplicate PPDU(physical layerconvergence procedure(PLCP)protocol data unit,物理层收敛过程协议数据单元)。在该情况下,当然,在MAC帧水平上也是相同的帧。
当从基站接收到用duplicate PPDU发送的RTS帧时,在终端中,判断针对该RTS帧能够使用哪个信道来发送CTS帧。此时,接收处理部40关于基准信道,使用是否为基于此前接收到的帧的NAV的期间内那样的、在仅利用一个信道时通过CSMA/CA实施的判断。另一方面,关于与扩展信道对应的信道1、3、4,确认在从通过duplicate PPDU接收到的RTS帧的接收开始的时刻(T_1)至追溯了某固定时间的时间点(T_2)为止的期间中,在信道2~4中CCA是否被检测为忙。即,接收处理部40关于扩展信道侧不需要继续观测CCA信息,仅使用某个有限的期间的CCA信息即可。
在此,某固定时间例如是IEEE802.11标准中的PIFS(point coordinationfunction(PCF)interframe space,点协调功能帧间间隔)。PIFS是为了在CSMA/CA中得到具有优先权的访问而使用的帧间隔(IFS:Interframe space,帧间间隔)。PIFS被定义为对在响应帧的发送、突发(burst)发送时使用的SIFS(Short InterFrame Space,短帧间间隔)加上根据用于检测CCA的最小时间、发送接收切换时间规定的Slot Time而得到的值。
在图3中,在从时刻T_2至RTS的接收开始时为止的期间中,在信道3中CCA为忙(AP100由于隐藏终端等的理由,检测不到RTS帧发送前的信道3中的CCA的忙)。因此,接收处理部40判断为信道3是使用中。终端是动态动作终端,所以以作为primary信道的信道2为基准,通过无干扰的最大的信道宽度的信道响应CTS帧。信道1无干扰,关于信道3、4,在信道4中无干扰,但在信道3中有干扰。因此,以primary为基准时的无干扰的最大的信道宽度是将信道2和信道1合起来的40MHz信道宽度(即primary和secondary)。因此,终端通过信道1和信道2发送CTS帧。用实线的框包围的“CTS”表示CTS帧。用虚线的框包围的“CTS”表示不发送CTS帧。
通过信道1、2接收到CTS帧的基站掌握判断为在终端中不使用信道3、4的情况,使用信道1、2(即primary和secondary),将数据帧发送到终端。该数据帧被显示为“DATA”。基站在从接收到信道1、2中的CTS帧起的SIFS之后,发送数据帧。由于终端正确地在信道1、2中接收到数据帧,在从数据帧接收起的SIFS之后通过信道1、2发送ACK帧。
在上述例子中,在信道3中有干扰,所以尽管在信道4中无干扰,也无法利用信道3(即无法利用secondary40)。假设,在信道2中无干扰、且在信道1中有干扰的情况下,不论信道3、4有无干扰,信道2即基准信道本身成为以primary为基准时的无干扰的最大的信道宽度,仅通过信道2返回CTS帧。因此,尽管在信道3、4中无干扰,也无法利用信道3、4(即无法利用secondary40)。另外,在作为基准信道的信道2本身中有干扰的情况下,不论信道1、3、4有无干扰,在哪个信道中都不返回CTS帧,无法利用信道1、3、4。在信道1~4的全部中无干扰的情况下,在信道1~4的全部中返回CTS帧。在这样RTS帧发送侧以及CTS帧发送侧都是动态动作终端的情况下,存在尽管在一部分的信道中无干扰但无法利用该无干扰的信道的情况,所以不能说信道的利用效率良好。
图4示出RTS帧的发送侧是动态动作终端、CTS帧的发送侧是静态动作终端的情况的动作例。作为一个例子,设想RTS帧的发送侧是IEEE802.11ac对应基站、CTS帧的发送侧是IEEE802.11ac对应终端的情况。在该情况下,进行动态动作的RTS帧的发送侧也可以是MU-MC对应基站。与图3同样地,从基站通过信道1~4的各个信道向终端发送RTS帧。在终端中,判断能够使用哪个信道来发送CTS帧。终端与图3同样地,在信道1、2、4中无干扰,但在信道3中CCA忙(AP100由于隐藏终端等的理由,未检测到RTS帧发送前的信道3中的CCA的忙)。因此,终端判断为信道3是使用中。终端是静态动作终端,所以当在与工作信道宽度(在此80MHz)对应的信道1~4中的任意一个信道中检测到忙时,就不响应CTS帧。仅在信道1~4的全部中无干扰的情况下,通过信道1~4发送CTS帧。在本例子中,由于信道3忙,所以尽管未检测到信道1、2、4忙,在哪个信道中都不发送CTS帧,连一个信道都无法利用。因此,信道的利用效率非常差。此外,在从发送RTS帧起的一定时间以内,判断为从终端通过哪个信道都未接收到CTS帧的基站考虑之后例如再次进行通过信道1~4发送RTS帧等的动作。此外,在本例子的情况下,其它终端(发送了RTS帧的基站以外的其它终端)不检测针对基站所发送的RTS帧的CTS帧的接收,并且也不检测所设想的CTS的SIFS后的信号,所以还能够解除NAV(在该情况下,能够从其它终端发送)。
在图4的例子中,设为RTS帧的发送侧是动态动作终端、CTS帧的发送侧是静态动作终端,但在RTS帧的发送侧是静态动作终端(例如进行静态动作的802.11ac对应基站)、CTS帧的发送侧是动态动作终端(例如进行动态动作的802.11ac对应终端)的情况下,也成为与图4同样的序列。此外,RTS帧的发送侧是静态动作终端意味着是如下终端:在发送该RTS帧的静态动作终端假设从其它终端接收到RTS帧的情况下进行静态响应,并且无法与动态响应的CTS帧匹配地动态地变更用作TXOP的占有信道宽度。在该情况下,RTS帧的接收侧的终端即使是动态动作终端,当在信道1~4中的任意一个信道中检测到忙时,在哪个信道中都不返回CTS帧。仅在信道1~4的全部中无干扰的情况下,通过信道1~4发送CTS帧。即,RTS帧的接收侧的动态动作终端与RTS帧的发送侧的静态动作终端的能力(静态)匹配地进行响应。这是因为,即使假设在RTS帧的接收侧(动态动作终端)检测到信道3的忙而仅通过信道1、2返回了CTS帧,也无法掌握RTS帧的发送侧的终端是限制的信道宽度下的响应。因此,信道的利用效率非常差。关于RTS帧的发送侧的终端的属性是动态还是静态,通过插入到构成内包RTS帧的PHY数据包时的scrambling sequence中,RTS帧的接收侧即CTS帧的发送侧的终端掌握。在RTS帧的发送侧是静态动作终端、CTS帧的发送侧是静态动作终端的情况下,也成为与图4同样的序列,信道的利用效率非常差。
在图3以及图4的例子中,示出了以primary信道为基准能够将信道扩展至secondary或者secondary40的情况,但进而还能够同样地考虑能够将信道扩展至secondary80的情况。另外,RTS帧的接收侧的终端是IEEE802.11ac对应终端,但即使在IEEE802.11n对应终端的情况下,是静态动作终端还是动态动作终端的情况与其对应地成为同样的序列。此外,在该情况下,信道扩展至secondary,所以向IEEE802.11n对应终端发送RTS帧时最大使用40MHz宽度,此时是信道2(primary)和信道1(secondary)中的发送。此外,在IEEE802.11n对应终端既不对应于静态也不对应于动态的情况下,考虑以与接收到的PHY数据包所占有的信道宽度相同的信道宽度响应的情况。即,存在如下情况:即使在secondary中载波侦听是忙,但如果判断为接收到了占有40MHz的信道宽度的PHY数据包,则会以40MHz信道宽度返回响应。在该情况下,即使是有来自其它系统的发送的信道,也通过该信道发送,CSMA/CA未正确地工作。因此,无法与其它系统很好地分享多个信道。这是因为,在规定了802.11n标准(IEEE Std 802.11n-2009)时,尚未导入静态、动态的概念。
考虑还收容在图3以及图4中说明那样的旧版终端、特别是进行静态响应的旧版终端(IEEE802.11n对应终端、IEEE802.11ac对应终端),并且基站进行DL-MU-MC发送。本实施方式的MU-MC对应终端不会受到从基准信道的信道扩展这样的制约,而能够针对每个信道独立地进行发送接收。因此,在进行MU-MC通信的情况下,如果仅为本实施方式的MU-MC对应终端,则例如通过在MU-MC通信中使用的全部信道向成为MU-MC对象的多个终端发送RTS帧,接收到RTS帧的终端侧通过在载波侦听中未检测到忙的信道个别地返回CTS帧即可。基站通过返回来了CTS帧的信道同时发送(DL-MU-MC发送)数据帧即可。由此,能够利用在各终端中未检测到忙的信道以外的所有信道,所以能够实现信道的高效的利用。然而,在进行静态响应的旧版终端包含于MU-MC通信的对象中的情况下,由于上述理由,存在信道的利用效率降低的可能性。进行动态响应的旧版终端即使不像进行静态响应的旧版终端,也有信道的利用效率降低的情况,这如上所述。因此,在旧版终端包含于MU-MC通信的对象中的情况下,不论怎样,存在信道的利用效率降低的可能性。以下,示出在进行静态响应(或者动态响应)的旧版终端和MU-MC对应终端混合存在的情况下信道利用效率降低的例子。
图5示出进行静态响应的旧版终端和MU-MC对应终端混合存在的情况的动作例。例如,设想第一个终端是进行静态响应的IEEE802.11ac对应的旧版终端,第2个终端是MU-MC对应终端,旧版终端应对直至secondary40(80MHz)的信道扩展而工作的情况。在图5中,显示为“RTS(L)”、“RTS(M)”等的()中的字母是为便于表示是目的地的终端是旧版终端还是MU-MC对应终端的字母。例如,“RTS(L)”意味着将RTS帧发送到旧版终端。“RTS(M)”意味着将数据帧发送到MU-MC对应终端。设为在该状态下基站同时通过信道1~4(即primary、secondary、secondary40)将RTS帧发送到旧版终端,通过信道5~8将RTS帧发送到MU-MC对应终端。在旧版终端中,假设在信道2(primary信道)中检测到忙的情况下,如上所述在信道1~4中的哪一个信道中都不返回CTS帧。在MU-MC对应终端中,如果在信道5~8中,例如在信道5、6中检测到忙,在信道7、8中未检测到忙,则通过信道7、8返回CTS帧。在该情况下,基站仅通过信道7、8发送数据帧(在该情况下,是发送目的地终端仅为1台的DL-MU-MC发送)。假设信道1~4中的RTS帧的发送目的地不是旧版终端而是其它MU-MC对应终端,则即使信道2忙,也能够从MU-MC对应终端通过信道1、3、4返回CTS帧,所以能够以2台MU-MC对应终端为对象,通过信道1、3、4、7、8进行DL-MU-MC发送。这样,在设想还收容进行静态响应(或者动态响应)的旧版终端,并且进行MU-MC通信的情况下,可能发生信道的利用效率降低的问题。
图6示出进行静态响应的旧版终端和MU-MC对应终端混合存在的情况的其它动作例。与图5的情况同样地,设为在旧版终端应对直至secondary40(直至80MHz信道宽度)的信道扩展而工作的情况下,向进行静态动作的IEEE802.11ac对应的旧版终端通过信道1~2(primary、secondary)发送了RTS帧,向MU-MC对应终端通过信道3~8发送了RTS帧。在该情况下,在MU-MC对应终端中,如果在信道3~8中,例如在信道5、6中检测到忙,在信道3、4、7、8中未检测到忙,则通过信道3、4、7、8返回CTS帧。另一方面,旧版终端认识到将信道扩展至secondary40,所以起因于通过信道3、4发往MU-MC对应终端的RTS帧,在与secondary40对应的信道3、4中检测到忙。因此,即使在信道1、2中未检测到忙,在信道1~4中的哪一个信道中都不返回CTS帧。因此,在该情况下,也可能发生信道的利用效率降低的问题。
还考虑假设旧版终端有在关联过程等中作为能力(Capability)通知本终端应对静态响应以及动态响应中的哪一个的手段,则例如通过从最初限制在MU-MC的对象中不包括静态动作的旧版终端,由此能够将信道的利用效率维持得较高。然而,设想在现状下不具有这样的手段。因此,在基站中,作为旧版终端,必须设想进行静态响应的终端。
因此,在本实施方式中,对旧版终端(静态动作终端、动态动作终端中的哪一个都为对象)分配比旧版终端能够应对的最大的带宽(信道宽度)小的信道宽度(限制的信道宽度),通知该分配的信道宽度的信息。更一般而言,作为对能够以预定的信道(基准信道等)为基础将所使用的信道数扩展至指定的带宽来利用一个以上的信道的旧版终端(或者在其中安装的无线通信装置)指定的带宽,发送指定比能够以预定的信道为基础扩展而利用的最大的带宽小的带宽的信息(第1信息)。具体而言,发送处理部30生成包括该第1信息的管理帧,发送该管理帧。MAC/PHY管理部60也可以如在后述其它实施方式中说明那样具备在系统的启动时或者其它定时判断是否限制旧版终端的带宽的判断部。在判断部中判断为限制的情况下,经由MAC共同处理部20指示发送处理部30发送该限制的带宽的信息。发送处理部30生成包括该第1信息的管理帧,发送该管理帧。关于管理帧的具体的结构例,后述。在此,设为MAC/PHY管理部60具备判断是否限制带宽的判断部,但还考虑接收处理部40或者发送处理部30具备判断部的方式、或者作为其它独立的处理部存在的方式。
另一方面,基站对MU-MC对应终端通知确定与在MU-MC通信中可实际使用的信道宽度对应的多个信道的信息。此时,通过该信息通知的多个信道包括通过使旧版终端的带宽变窄而空闲的至少一个信道。更一般而言,作为对能够利用所指定的一个或者多个信道的MU-MC对应终端(或者在其中安装的无线通信装置)指定的信道,将指定包括在旧版终端的最大的带宽中使用的多个信道中的、与在对旧版终端分配的带宽中使用的信道不同的至少一个信道在内的多个信道的信息(第2信息)通知给MU-MC对应终端。发送处理部30生成包括该第2信息的管理帧,并发送该管理帧。该第2信息也可以通过与通知上述第1信息(限制的带宽的信息)的管理帧相同的管理帧发送,还能够采用通过与此不同的管理帧发送的方式。MU-MC对应终端根据接收到的第1信息及第2信息中的第2信息工作,关于第1信息可以忽略(但是还有如后所述利用第1信息的方式)。另外,由于第2信息以在旧版终端中无法解释的形式被描述,从而即使在接收到第1信息及第2信息的情况下,旧版终端也可以根据第1信息工作。详细后述。
通过以上,旧版终端将限制的带宽认识为信道宽度而进行响应,所以能够大幅抑制假设检测到忙的情况下的信道效率降低。因此,在使旧版终端和MU-MC对应终端共存而进行MU-MC通信的情况下,虽然较宽地取MU-MC通信中的信道宽度,但能够较高地维持系统的信道效率。
如上所述第1信息(对旧版终端通知的、限制的信道宽度的信息)及第2信息(确定对MU-MC终端通知的多个信道的信息)通过管理帧进行通知。
图7示出管理帧格式的例子。信标帧、探测响应等管理帧具备该帧格式。本帧格式包括MAC头部(MAC header)、帧主体(Frame body)以及FCS的各字段。MAC头部包括帧控制(Frame Control)、持续时间(Duration)、地址(Address)、序列控制(Sequence Control)以及HT控制(High Throughput control,高吞吐量控制)的各字段。但是,也可以使用不包含HT控制字段等的帧格式。在管理帧中,在帧主体中插入的一部分的信息是使用针对每个管理帧决定有记载顺序的长度为固定长度的字段来通知,但关于其它信息,使用各自分配有固有的元素ID(Element ID)(标识符)的信息元素(Information element;IE)的形式来通知。信息元素是通过元素ID来识别的,具有元素ID字段、长度(Length)字段、信息(Information)字段的各字段。信息字段保存所通知的信息的内容,长度字段保存信息字段的长度信息。在帧主体中,能够保存一个或者多个信息元素。此外,地址字段有地址1、地址2、地址3这3个。在地址1的字段中插入目的地地址(Receiver Address;RA),在地址2的字段中插入发送源地址(Transmitter Address;TA),在地址3的字段中,根据帧的用途而插入作为BSS的标识符的BSSID(Basic Service Set Identifier,基本服务集标识符)(还有在所有比特中插入1而将所有BSSID作为对象的wildcard BSSID的情况)或者TA。
在IEEE802.11中,作为能够对IEEE802.11n对应终端通知信道宽度的信息元素,定义了HT操作元素(HT Operation element),作为能够对IEEE802.11ac对应终端以与HT操作元素的组合来通知信道宽度的信息元素,定义了VHT操作元素(VHT Operation element)。上述第1信息(对旧版终端通知的、限制的信道宽度的信息)能够通过HT操作元素以及VHT操作元素各自的信息(Information)字段通知。
图8示出HT操作元素的格式。在HT操作信息(HT Operation Information)字段内的STA信道宽度(STA Channel Width)子字段(1比特)中,根据使用的动作信道宽度(20MHz或者40MHz)设定0或者1的值。在元素ID字段中,设定针对HT操作元素预先定义的值(例如61)。在长度字段中,设定长度字段之后的信息字段的合计大小的值,在该例子中为22个八位字节。此外,在主信道(Primary Channel)字段中,设定主信道的信道编号。HT操作信息字段内的次信道偏移(Secondary Channel Offset)子字段(2比特)表示次信道(secondary信道)相对主信道的相对的偏移,在主信道的上侧(高频侧)设置次信道时,将该子字段的值设为1,在下侧(低频侧)设置次信道时,将该子字段的值设为3,在不存在次信道的情况下,将该子字段的值设为0。
图9示出VHT操作元素的格式。在VHT操作信息字段内的信道宽度(Channel Width)子字段(一个八位字节)中,根据使用的信道宽度设定0~3的值。在元素ID字段中,设定针对VHT操作元素预先定义的值(例如192)。在长度字段中,设定长度字段之后的信息字段的合计大小的值,在该例子中为5个八位字节。
在图8的HT操作元素内的STA信道宽度(STA Channel Width)子字段中设定的值和在VHT操作元素内的信道宽度子字段中设定的值对应于第1信息(对旧版终端通知的、限制的信道宽度的信息)。
图10是示出在HT操作元素内的STA信道宽度子字段和VHT操作元素内的信道宽度子字段中设定的值、与信道宽度的关系的表格。该表格是从IEEE802.11ac的说明书摘录的表格。此外,在IEEE802.11ac中,关于VHT操作元素内的信道宽度子字段,4~255的值为预备(Reserved)。
IEEE802.11n对应终端根据STA信道宽度子字段的值,判断信道宽度。如果该值是0,则判断为20MHz,如果是1,则判断为40MHz。IEEE802.11ac对应终端根据STA信道宽度子字段的值和信道宽度子字段的值的组,判断信道宽度。如果(STA信道宽度子字段的值、信道宽度子字段的值)是(0、0),则判断为20MHz,如果是(1、0),则判断为40MHz,如果是(1、1),则判断为80MHz,如果是(1、2),则判断为160MHz,如果是(1、3),则判断为80+80MHz。
在本实施方式中,除了这些以外,作为对MU-MC对应终端通知MU-MC通信用的多个信道的信息元素,新定义MU-MC操作元素(MU-MC operation element)。图11示出MU-MC操作元素的格式例。在作为新字段的MU-MC信道集(MU-MC Channel Sets)字段内,设定用于确定在MU-MC通信中使用的多个信道的信息。在元素ID字段中,设定为了用于MU-MC操作元素而新定义的值。关于该值,从在IEEE802.11n以及11ac中在当前时间点作为预备(Reserved)未使用的值中选择即可。由此,关于MU-MC操作元素,能够对待为MU-MC对应终端能够理解,而旧版终端无法理解。在长度字段中,设定长度字段之后的信息字段的合计大小的值(在该例子中n个八位字节)。将MU-MC操作元素能够与上述HT操作元素以及VHT操作元素一起包含于相同的管理帧(信标帧、探测响应帧、关联响应帧等)而通知给非基站的终端。
MU-MC操作元素、HT操作元素以及VHT操作元素分别相当于在图7中说明的信息元素。能够将这些3个信息元素如图12所示集中保存于一个管理帧的帧主体中。这些信息元素在各管理帧内的记载顺序是被规定的。此外,也可以通过与HT操作元素以及VHT操作元素的组不同的管理帧,发送MU-MC操作元素。
在此,作为对MU-MC对应终端通知用于确定在MU-MC通信中使用的多个信道的信息的MU-MC操作元素内的MU-MC信道集字段的格式,除了单纯地在BSS中排列记载为了用于MU-MC而使用的所有信道编号以外,还能够进行各种变化。以下,示出几个格式的例子。
图13(A)以及图13(B)分别示出MU-MC操作元素的详细的格式的例子。在图13(A)的例子中,将在MU-MC通信中使用的最小信道编号(Minimum Channel Number)和信道宽度信息(Channel Width Information)保存于信息字段(MU-MC信道集字段)中。例如,当使用在频域上连续的信道编号1~8的信道1~8的情况下,设最小信道编号为1,设信道宽度信息为8。也可以不使用信道的个数而使用带宽表示信道宽度信息,在该情况下,例如在信道宽度是20MHz、信道数是8的情况下,将信道宽度信息设为160MHz等。此外,关于一个信道宽度,既可以预先在系统中决定为20MHz等,还能够采用通过管理帧另外通知一个信道宽度的结构。既可以追加定义一个信道的宽度的子字段而作为信息字段内的子字段,也可以通过其它信息元素通知一个信道宽度的信息。关于信道编号与带宽的关系,也可以事先在系统中决定,还能够采用通过管理帧另外通知它们的关系的结构。既可以追加定义该关系的子字段而作为信息字段内的子字段,也可以通过其它信息元素通知该关系的信息。
在图13(B)的例子中,将最小信道编号(Channel Number(Lower),信道编号(低))和最大信道编号(Channel Number(Upper),信道编号(高))保存于信息字段(MU-MC信道集字段)中。例如,当使用在频域上连续的信道编号1~8的信道1~8的情况下,设最小信道编号为1,设最大信道编号为8。此外,此处的信道编号是以使设想的单位信道宽度(例如20MHz宽度)不相互重复的方式方便地定义的信道编号,实际上无线LAN中的信道编号是以5MHz间隔来分配的。因此,例如上述方便的信道编号1~8作为单位信道宽度使用20MHz宽度的情况下,作为以5MHz间隔分配的信道编号在将最初的信道编号设为X的情况下为如X、X+4、X+8、X+12、X+16、X+20、X+24、X+28那样每隔将设想的单位信道宽度除以5MHz而得到的值(在将单位信道宽度设为20MHz的情况下为4)的编号。具体而言,各信道的中心频率相对被规定的信道开始频率定义为信道开始频率+5×n_ch(MHz)。在此,n_ch是1以上的整数。在2.4GHz带中,信道开始频率取2407MHz,n_ch取1、2、…、13中的任意值。在5GHz带中,信道开始频率为dot11ChannelStartingFactor×500kHz,dot11ChannelStartingFactor是8000~10000中的任意值,n_ch取1、2、…、200中的任意值。在本实施方式中,在未特别明确记载时,使用方便的信道编号,但请注意在置换为以实际的5MHz间隔分配的信道编号的情况下为上述那样的置换。
在图13(A)以及图13(B)所示的例子中,所使用的所有信道在频域上连续,但还可能有所使用的信道在频域上配置于多个分离的部位的情况。图14(A)以及图14(B)示出与该情况对应的格式的例子。
在图14(A)的例子中,在信息元素内的信息字段中,设定最小信道编号(MinimumChannel Number)和信道宽度信息(Channel Width Information)的多个集合(set)。例如,在希望使用信道1以及2、和信道5~8的情况下,设定最小信道编号1以及信道宽度信息2(或者40MHz)的集合和最小信道编号5以及信道宽度信息4(或者80MHz)的集合。
在图14(B)的例子中,设定最小信道编号(Channel Number(Lower),信道编号(低))以及最大信道编号(Channel Number(Upper),信道编号(高))的多个集合。例如,在希望使用信道1以及2、和信道5~8的情况下,设定最小信道编号1以及最大信道编号2的集合和最小信道编号5以及最大信道编号8的集合。
在图14(A)以及图14(B)的格式中,在长度字段中,指定与在后侧设定的集合数对应的长度,以使在接收侧知道包括几个集合。在图14(A)以及图14(B)中,示出了信道的不连续部位是一个的情况,但即使是2个部位以上,也能够同样地通过增加集合数来应对。
图15(A)以及图15(B)示出MU-MC操作元素的另一格式例。在此,以如下为前提:将发送信标帧、探测响应帧等的信道定义为作为预先决定的信道的系统主信道(systemprimary channel),将该系统主信道表现为起点。
在图15(A)的格式中,作为信息字段,设置了信道宽度信息字段。例如,在设系统主信道是信道1时,在使用信道1~8的情况下(将1个信道设为20MHz宽度),将信道宽度信息字段的值设为8(全部信道数)。也可以从计数去掉系统主信道来考虑,在该情况下,将信道宽度信息字段的值设为7。也可以将设定从系统主信道观察时向高频侧(上侧)以及低频侧(下侧)的哪一侧扩展的方向的子字段设置于信道宽度信息字段内。在该情况下,依照该方向,以系统主信道为起点,将所使用的信道确定与信道数相当量即可。在信道宽度信息字段中设定了与所使用的信道数对应的值,但也可以如在图13中说明那样设定与所使用的带宽的大小对应的值。在此,示出了系统主信道也包含于MU-MC通信用的信道中的情况,但也可以从MU-MC通信用的信道去掉系统主信道。
在从系统主信道观察时向上侧以及下侧这两个方向扩展的情况下,如图15(B)那样,将信道宽度信息字段分别设为字段1、字段2,由此设置2个即可。在事先决定的一个字段中设定从系统主信道向上侧方向连续地使用的信道数,在另一个字段中设定从系统主信道向下侧方向连续地使用的信道数即可。也可以将表示上侧的值和表示下侧的值分别在字段1、2中设定为子字段,在该情况下,也可以不事先决定字段1、2中的哪一个对应于上侧以及下侧。在信道宽度信息字段1、2中设定了所使用的信道数的值,但也可以如在图13中说明那样设定与所使用的带宽的大小对应的值。
图16(A)以及图16(B)示出MU-MC操作元素的又一格式例。在图16(A)的格式中,作为信息字段,设定了信道宽度信息字段1、2。在信道宽度信息字段1、2中,依照与上述图10的表格中的HT操作元素内的STA信道宽度字段和VHT操作元素内的信道宽度字段相同的定义设定值。例如,在使用与80+80MHz的信道宽度对应的多个信道的情况下,STA信道宽度字段是1,信道宽度字段是3,所以与其对应地,将信道宽度信息字段1的值设为1,将信道宽度信息字段2的值设为3。即,在信道宽度信息字段1以及信道宽度信息字段2中,设定与通过STA信道宽度字段以及信道宽度字段表现与所使用的多个信道对应的带宽的情况下的值相同的值。由此,有能够再利用图10的表格的优点。
在图16(B)的格式中,设置了差分扩展信息(Difference ExpansionInformation)字段。在MU-MC通信中使用与旧版终端所使用的信道宽度对应的信道和对此追加的信道的情况下,将与该追加量的信道对应的带宽的信息作为从旧版终端所使用的信道宽度的差分信息来设定于该字段中。例如,在旧版终端使用的信道宽度仅为20MHz(仅为信道2的primary)的情况下,在MU-MC通信中利用80MHz的信道宽度(信道1~4)的情况下,设定表示作为差分的60MHz宽度的值。或者,还能够设定表示与差分60MHz对应的信道数3的值。此时,还一并插入表示在哪个频率方向(上侧还是下侧)上进行60MHz宽度的扩展的信息,从而能够灵活地决定所使用的信道。当然,也可以插入作为差分追加的信道编号本身。MU-MC对应终端能够根据HT操作元素和VHT操作元素确定旧版终端的信道宽度,根据确定的信道宽度和差分扩展信息字段的值,确定MU-MC通信用的信道宽度,确定与该MU-MC通信用的信道宽度对应的多个信道。
图17示出MU-MC操作元素的又一格式例。在图17的格式中,作为信息字段设置了中心频率(Center Frequency)字段和信道宽度信息(Channel Width Information)字段。在中心频率字段中,设定在MU-MC通信中使用的多个信道的中心频率的索引。在信道宽度信息字段中,设定表示与该多个信道相当的带宽的值或者该多个信道的信道数。
以上,使用图13~图17示出了MU-MC操作元素的几个格式例,但它们是一个例子,当然还能够使用其它方法。例如,还能够采用将MU-MC操作元素内的各比特分别与信道对应起来,并将与所使用的信道对应的比特设定为1、将与不使用的信道对应的比特设定为0的比特映射的方法。通过使各比特对应于每隔单位信道宽度的信道编号,从而能够使表现方法高效化。在该情况下,如果在与有无使用信道相关联的所述比特映射之前插入开始信道编号,则能够冗长少地表现所使用的信道的信息。
图18是示出本实施方式的进行MU-MC通信的动作序列的例子的图。在此,设为存在信道编号(ch.#)是1~8的信道(信道1~8),信道2对应于作为基准信道的primary(主)信道,信道1对应于secondary(次)信道,信道3以及4对应于secondary40信道,信道5~8对应于secondary80信道。在此,设想基站(AP)100将作为非基站的终端(STA)101、103、104这3台终端选择为MU-MC通信的对象的情况。在图18中,显示为“RTS(1)”等的()中的数字是方便地示出了目的地的终端的参照编号的最后一位的数字。例如,“RTS(1)”意味着将RTS帧发送到终端101。“DATA(3)”意味着将数据帧发送到终端103。此外,在图18的例子中,全部信道数是8,但本实施方式不限于此,信道数既可以是5,也可以是7,还可以是大于8的数。另外,也可以为了广播(announce)等用途而存在系统主信道。在该情况下,系统主信道既可以是这些信道(信道1~8)中的一个,也可以是与这些信道1~8独立地设置的信道。
设为终端101是进行静态动作的旧版终端,终端103、104是本实施方式的MU-MC对应终端。基站100事先将旧版终端的信道宽度决定为20MHz、将MU-MC通信的信道决定为信道1~8(将1个信道宽度设为20MHz,信道编号1~8的信道1~8这8个信道。与160MHz信道宽度对应),通过图12所示那样的格式的管理帧通知这些信息。作为接收到管理帧的旧版终端的终端101在IEEE802.11n对应的情况下,根据HT操作元素掌握为信道宽度是20MHz(即只有主信道的信道2),在IEEE802.11ac对应的情况下,根据HT操作元素和VHT操作元素这两方,掌握为信道宽度是20MHz(即只有主信道的信道2)。此外,旧版终端101无法解释MU-MC操作元素。另一方面,终端103、104根据MU-MC操作元素(根据需要还参照HT操作元素和VHT操作元素),认识为MU-MC通信用的信道是信道1~8(160MHz宽度)。
基站同时进行如下发送:利用信道2发送发往终端101的RTS帧,利用信道1、3~5发送发往终端103的RTS帧,利用信道6~8发送发往终端104的RTS帧。向相同的终端发送的多个RTS帧如上所述以在IEEE802.11n标准、IEEE802.11ac标准中所称的duplicate PPDU(physical layer convergence procedure(PLCP)protocol data unit,物理层收敛过程协议数据单元)来发送。在该情况下,当然,在MAC帧水平上也是相同的帧。
终端101、103、104当从基站100接收到通过duplicate PPDU来发送的RTS帧时,判断针对该RTS帧能够使用哪个信道来发送CTS帧。例如,确认在从通过duplicate PPDU接收到的RTS帧的接收开始的时刻至追溯了某固定时间的时间点为止的期间中CCA是否被检测为忙。此外,也可以使用是否为基于此前接收到的帧的NAV的期间内那样的、在仅利用一个信道时通过CSMA/CA实施的判断。某固定时间例如是IEEE802.11标准中的PIFS(pointcoordination function(PCF)interframe space,点协调功能帧间间隔),但也可以是AIFS(arbitration interframe space,仲裁帧间间隔)等其它固定时间。在后述其它实施方式中详细说明AIFS。
在图18中,在从RTS帧的接收开始时至追溯了固定时间的时间点为止的期间中,在信道2、5、6中CCA为忙(基站100由于隐藏终端等的理由,未检测到RTS帧发送前的信道2、5、6中的CCA的忙)。因此,旧版终端101判断为信道2(primary)是使用中。MU-MC对应终端103判断为信道5是使用中,MU-MC对应终端104判断为信道6是使用中。终端101是静态动作终端,所以如果在RTS帧的发送中利用的任意信道中有干扰,则不返回响应(CTS帧)。在此,终端101认识为只有信道2(primary)是工作信道,在信道2中检测到忙,所以不返回CTS帧(假设在信道2中未检测到忙,则通过信道2返回CTS帧)。用实线的框包围的“CTS”表示CTS帧,用虚线的框包围的“CTS”表示不发送CTS帧。
在此,假设终端101的工作信道被扩展至secondary40的情况(80MHz信道宽度的情况)下,在向终端101通过信道1~4发送了RTS帧的情况下,如果在信道2中检测到忙,则即使在信道1、3、4中未检测到忙,也一概不返回CTS帧作为静态响应。因此,在如本例子那样在信道2(primary)中检测到忙的状况下,通过将终端101的信道宽度限制为仅使用信道2(primary)的20MHz宽度,从而相比于将信道宽度设为80MHz的情况,能够大幅抑制信道利用效率的降低。
终端103在接收到发往本装置的RTS帧的信道1、3~5中,在信道5中检测到忙,在信道1、3、4中未检测到忙,所以通过信道1、3、4返回CTS帧。即,MU-MC对应终端103与旧版终端101不同,无需进行以基准信道(primary)为基准的响应,针对每个信道独立地进行忙的检测,通过未检测到忙的信道各自地返回CTS帧。因此,终端103的接收处理部40对发送处理部30输出指示以仅在信道1、3、4中生成CTS帧。然后,发送处理部30在从结束了包括RTS帧的PHY数据包的接收的时刻起经过了SIFS之后,从信道1、3、4发送CTS帧。此时,例如,事先将从接收处理部40结束了包括RTS帧的PHY数据包的接收的时刻与CTS帧的发送指示一起通知到发送处理部30。由此,发送处理部30能够计从该时刻起的定时,向PHY处理部50输出发送指示,以在经过SIFS之后从PHY处理部50通过预定的信道(即,接收发给自己的RTS帧,除了该RTS帧以外未检测到固定时间忙的信道)发送插入了CTS帧的PPDU。
此外,SIFS是一个例子,如果是固定时间,则也可以是其它时间或者IFS。也可以是比SIFS长的IFS。这适用于本说明书的整体。关于DIFS等其它种类的IFS,也同样地,如果是固定时间则也可以是其它时间或者IFS。
终端104在接收到发给本装置的RTS帧的信道6~8中,在信道6中检测到忙,在信道7、8中未检测到忙,所以通过信道7、8返回CTS帧。即,MU-MC对应终端104与MU-MC对应终端103同样地,针对每个信道独立地进行忙的检测,通过未检测到忙的各个信道返回CTS帧。动作的详细内容与终端103相同。
基站100通过信道1、3、4接收从终端103发送的CTS帧,通过信道7、8接收从终端104发送的CTS帧。在信道2、5、6中未接收到CTS帧,所以掌握判断为在终端101中不使用信道2、在终端103中不使用信道5、在终端104中不使用信道6的情况。然后,基站使用信道1、3、4向终端103,使用信道7、8向终端104,分别同时发送数据帧。即,针对终端103、104通过DL-MU-MC发送来发送数据帧。发往终端103、104的数据帧在图中分别显示为“DATA(3)”以及“DATA(4)”。基站100在通过信道1、3、4、7、8接收完CTS帧起的SIFS之后,发送这些数据帧。在终端103中,通过信道1、3、4正确地接收到数据帧,在从数据帧接收起的SIFS之后,通过信道1、3、4发送ACK帧。同样地,在终端104中,通过信道7、8正确地接收到数据帧,在从数据帧的接收起的SIFS之后,通过信道7、8发送ACK帧。在此,针对每个信道返回ACK帧,但也可以返回上述BA(BlockAck)帧,并且,也可以针对每个终端,使用接收到数据帧的某一个信道来返回ACK帧或者BA帧。
此外,在图18的例子中,旧版的终端101将20MHz宽度作为信道宽度,使用主信道(信道2),将MU-MC通信用的信道设为信道1~8,但还能够区分在旧版终端和MU-MC通信用而使用的信道。例如,旧版终端也可以将20MHz宽度的主信道(信道2)作为使用信道,在MU-MC通信中将信道1、3~8作为使用信道。在该情况下,在上述格式的管理帧(参照图7)中,对旧版终端指定20MHz宽度,对MU-MC对应终端指定信道1、3~8即可。
图19是本实施方式的基站的基本的动作例的流程图。基站在系统启动时或者之后的任意或者预定的条件成立的定时(详细内容在后述实施方式中说明),决定限制旧版终端(IEEE802.11n对应终端、IEEE802.ac对应终端)的信道宽度(S101)。基站为了限制信道宽度,作为对旧版终端指定的带宽,指定比能够以预定的信道(primary)为基础扩展而利用的最大的带宽小的带宽(该S101)。在存在最大的带宽不同的多个旧版终端(例如IEEE802.11n对应终端、IEEE802.ac对应终端共存)时,也可以将这些旧版终端中的最大的带宽最小的旧版终端的最大的带宽作为基准,指定比此小的带宽。或者,也可以事先决定20MHz信道宽度等各旧版终端能够应对的最低的信道宽度,并将限制的信道宽度一律地决定为此。在旧版终端仅是IEEE802.ac对应终端时,可以限制为40MHz信道宽度,仅是IEEE802.11n对应终端时,可以限制为20MHz信道宽度。
另外,基站针对MU-MC对应终端决定MU-MC通信用的多个信道(S102)。也可以事先在系统中决定MU-MC通信用的多个信道。例如,也可以是与旧版终端可使用的最大的信道宽度(例如作为IEEE802.11ac可使用的最大的信道宽度的160MHz)对应的多个信道,也可以是包含此的更多的信道。期望以至少包括通过限制旧版终端的信道宽度而空出的带宽的方式指定信道。还能够利用在步骤S101中决定的旧版终端的信道宽度(带宽)的信息,以不包括与该信道宽度对应的信道的方式指定。此外,步骤S101和步骤S102的顺序也可以是相反的。
基站生成包括在步骤S101中决定的限制的信道宽度的信息(第1信息)和在步骤S102中决定的确定MU-MC通信用的多个信道的信息(第2信息)的管理帧,并发送管理帧(S103)。发送第1信息及第2信息的管理帧既可以如上所述是信标帧、探测响应帧,也可以是其它帧。也可以通过不同的管理帧发送第1信息和第2信息。
基站决定以任意的触发来进行MU-MC通信(S104)。任意的触发可以是任意的情况,例如有发生了向两个以上的终端的发送数据的情况。基站选择成为MU-MC通信的对象的多个终端(该S104)。选择的终端也可以仅为多个MU-MC终端,也可以混合存在旧版终端和MU-MC终端。在后者的情况下,设为旧版终端仅为1台。基站针对选择出的终端,选择并分配要使用的信道(该S104)。在旧版终端的情况下,选择与限制的信道宽度对应的信道。例如,在限制为20MHz宽度的情况下,仅选择主信道(信道2),在限制为40MHz宽度的情况下,选择主信道(信道2)和次信道(信道1)。MU-MC终端从对旧版终端选择的信道以外的信道中,选择信道。此外,在选择的终端仅为MU-MC终端时,也可以将在上述限制的信道宽度中使用的信道分配给MU-MC终端。
基站针对为了用于MU-MC通信而选择的各终端,针对分别分配的每个信道,同时发送RTS帧(S105)。此外,设为在发送RTS帧时,事先针对每个信道通过载波侦听事先获得1帧量的信道访问权。基站作为向发送的RTS帧的响应而从各终端在每个信道在RTS帧发送的SIFS之后同时接收CTS帧,从而针对每个信道获得用于发送下一个数据帧的TXOP,即决定用于发送数据帧的信道(S106)。假设未完全接收到CTS帧等判断为不适合继续TXOP的情况下,也可以返回到步骤S104或者S105之前。基站使用各终端返回了CTS帧的信道,在获得的TXOP,在CTS帧接收的SIFS之后,同时发送发往各终端的数据帧(S107)。此时,除了以信道的单位各自地发送数据帧以外,针对同一终端,还能够在捆绑了两个以上的信道的带宽中发送数据帧。此外,在终端应对MIMO通信的情况下,还能够通过MIMO进行数据帧发送。在该情况下,基带集成电路或者控制部作为物理层的处理还进行与MIMO有关的处理。
基站通过发送了数据帧的信道,从数据帧的发送成功的终端在发送数据帧的SIFS之后,接收ACK帧(S108)。还能够采用如上所述接收BA(BlockACK)帧的方式。在相同的TXOP内也可以返回到步骤S107,反复进行步骤S107和S108。在该情况下,也可以省略步骤S108,在TXOP的最后发送请求发送BA帧的BAR(Block Ack Req)帧,并在SIFS之后接收BA帧。或者,也可以在TXOP的最后的数据帧中使用ACK策略字段请求发送BA帧(implicit Block AckRequest,隐式块确认请求),并在SIFS之后接收BA帧。另外,也可以为了获得其它TXOP而从步骤S108返回到S104。
图20是本实施方式的MU-MC对应终端的基本的动作例的流程图。MU-MC对应终端从基站接收包括针对旧版终端的限制的信道宽度的信息(第1信息)和确定MU-MC通信用的多个信道的信息(第2信息)的管理帧(S201)。管理帧既可以如上所述是信标帧、探测响应帧,也可以是其它帧。也可以通过不同的管理帧接收第1信息和第2信息。
MU-MC对应终端根据管理帧中包含的第2信息,掌握MU-MC通信用的多个信道。MU-MC对应终端以能够针对每个该多个信道或者针对由连续的多个信道构成的每个信道集,独立地进行信号的接收(还包括CCA检测等)的方式,设定接收滤波器以及发送滤波器(S202)。如果能够预先掌握MU-MC通信用的多个信道中的、分配给本终端的信道或者信道集,则只要设为能够针对该分配的每个信道(一个或者多个)或者每个信道集独立地进行信号的接收即可。此外,在与这些信道另外地定义了系统主信道的情况下,设为在该系统主信道中也能够发送接收信号。考虑为MU-MC对应终端基本上忽略管理帧中包含的第1信息,但如上所述,还可以采用还使用第1信息来确定MU-MC通信用的多个信道的结构。
MU-MC对应终端当判断为通过MU-MC通信用的信道中的一部分(或者全部)的信道接收到RTS帧时,根据FCS信息,检查是否正确地接收到(解码出)RTS帧、并且是否清除了上述CCA必要条件(CCA是否在固定时间内不忙)(S203)。MU-MC对应终端决定正确地接收到RTS帧、并且清除了CCA必要条件的信道(S204)。然后,在从RTS帧的接收完成起的SIFS之后,通过所决定的信道同时发送CTS帧(S205)。此外,如果在S204中没有发送CTS帧的信道,则返回到步骤S203。MU-MC对应终端在发送了CTS帧的信道中等待数据帧的到来(S206)。当判断为接收到数据帧时(S207),根据FCS信息,检查是否正确地接收到(解码出)数据帧(S208)。在正确地接收到的情况下,从数据帧的主体字段取出数据,送到上位处理部90。另外,也可以针对正确地接收到的每个信道,生成ACK帧,在从数据帧的接收完成起的SIFS之后,发送ACK帧(S208)。也可以代替ACK帧而生成BlockACK帧,通过正确地接收到数据帧的任意信道(或者多个信道)发送BlockACK帧。在相同的TXOP持续的情况下,返回到步骤S206。另外,在接收到的数据帧不要求立即响应的情况下,还有如下序列:没有步骤S207之后的S208,而在TXOP的最后等,另外接收BAR帧来发送BA帧。另外,还有返回到步骤S203的序列。
以上,根据本实施方式,通过限制旧版终端使用的信道宽度,旧版终端将限制的带宽认识为可使用的信道宽度来进行响应,所以即使在信道宽度本来可对应的信道中有在未限制使用的情况下检测到忙的信道,也能够大幅抑制信道效率的降低、特别是旧版终端是静态动作终端的情况下的信道效率的降低。因此,在使旧版终端和MU-MC对应终端共存而进行MU-MC通信的情况下,虽然较宽地取MU-MC通信的带宽,但能够较高地维持系统的信道效率。
(第2实施方式)
在第1实施方式中,示出了通过限制旧版终端(IEEE 802.11n、IEEE 802.11ac对应终端)的信道宽度,在MU-MC通信时较高地维持系统的信道的利用效率。在本实施方式中,示出判断旧版终端的信道宽度的限制的必要性,根据需要限制旧版终端的信道宽度的方式。
基站根据在MU-MC通信中使用的信道宽度(或者在系统中使用的信道宽度),判断旧版终端的信道宽度的限制。具体而言,根据在MU-MC通信中使用的信道宽度和旧版终端可应对的信道宽度,判断是否限制旧版终端的信道宽度。判断的定时考虑系统的启动时或者之后的任意的定时。
在此,在系统启动时判断的情况下,能够根据基站的工作带宽,将旧版终端可应对的信道宽度决定为特定的信道宽度。例如,如果基站的工作带宽是5GHz带宽,则存在IEEE802.11n和IEEE802.11ac对应终端这两方连接到基站(进入到基站的BSS)的可能性。因此,在该情况下,也可以将旧版终端可应对的信道宽度视为在IEEE802.11ac中必须应对的80MHz(鉴于160MHz应对的旧版终端的存在的可能性,也可以视为160MHz)。另外,如果基站的工作带宽是2.4GHz带宽,则可知道不存在IEEE802.11ac对应终端,所以在该情况下,也可以将IEEE802.11n对应终端必须应对的20MHz视为旧版终端可应对的信道宽度(在该情况下,从考虑了2.4GHz带的802.11b对应终端的信道分配来看认为40MHz应对的旧版终端的存在的可能性低,但鉴于40MHz应对的可能性,也可以视为40MHz)。
根据旧版终端可应对的信道宽度,决定与例如在MU-MC通信中使用的信道宽度比较的阈值的值,在MU-MC通信中使用的信道宽度是阈值以上时,限制旧版终端的信道宽度。例如,如果旧版终端可应对的信道宽度是80MHz,则将阈值设定为80MHz,如果MU-MC通信的信道宽度是阈值以上,则将旧版终端的信道宽度限制为例如20MHz。另一方面,如果MU-MC通信用的信道宽度小于阈值,则不对信道宽度施加限制,从而设成使旧版终端优先的处理。在该情况下,在进行MU-MC通信时,考虑仅将MU-MC对应终端选择为MU-MC通信的对象。
在限制旧版终端的信道宽度的情况下,能够如在第1实施方式中说明那样,通过信标帧或者探测响应帧这样的管理帧,进行与限制的信道宽度有关的信息的通知。此外,在之后变更一旦通知的信道宽度的情况下,还能够使用在后述第10实施方式中叙述的格式的管理帧(信道切换告知帧(Channel Switch Announcement frame)、扩展信道切换告知帧(Extended Channel Switch Announcement frame))。
(第3实施方式)
在本实施方式中,根据用户的指示信息,判断可否限制旧版终端使用的信道宽度。用户考虑例如根据无线网络的组(BSS)的用途设定指示信息。例如,在可事先预想旧版终端占据多数的情况下,设定不进行信道宽度的限制的意思的信息,在可预想MU-MC对应终端占据多数的情况下,设定限制信道宽度的意思的信息。用户的指示信息能够经由例如MIB(Management Information Base,管理信息库)以及MLME(MAC subLayer ManagementEntity,MAC子层管理实体)SAP(Service Access Point,服务接入点)通知给基站的MAC/PHY管理部60。
设为例如用户的指示信息是将旧版终端的信道宽度限制为20MHz的信息。在该情况下,基站依照指示信息,将旧版终端的信道宽度设定为20MHz。判断可否限制信道宽度的定时也考虑基本上在系统的启动时进行,但还能够采用在系统启动之后用户给予指示信息并反映此的结构。
如上所述,在限制旧版终端的信道宽度的情况下,能够如在第1实施方式中说明那样,通过信标帧或者探测响应帧这样的管理帧,进行与限制的信道宽度有关的信息的通知。此外,在之后变更一旦通知的信道宽度的情况下,如上所述,还能够使用第10实施方式所述的格式的管理帧。
用户的指示信息既可以保存在基站具备的存储装置,在基站启动时读出该指示信息,也可以用户从与基站经由网络连接的装置经由设定用的应用画面给予指示信息。该网络既可以是形成此前叙述的BSS的网络,也可以是与此不同的网络。
(第4实施方式)
在第2及第3实施方式中,在系统启动时或者任意的定时判断了可否限制旧版终端的信道宽度,但在本实施方式中,在基站中将MU-MC通信的功能设为有效(ON)时,限制旧版终端的信道宽度。在第2及第3实施方式中,设想了MU-MC通信的功能从系统启动时为ON,但在本实施方式中,启动时或者从启动后的中途起MU-MC通信的功能变为无效(OFF),在之后将MU-MC通信的功能设为ON的情况下,限制旧版终端的信道宽度。此外,例如在MIB中进行MU-MC通信的功能为ON/OFF的设定即可。
作为在系统启动之后将MU-MC通信的功能设为ON的情况,例如考虑检测到基站的网络(BSS)拥挤的情况、检测到通信的数据量多的情况、检测到短帧的交互多的情况等。例如能够根据ACK帧的接收失败的次数或者比例来判断网络拥挤的情况。例如能够根据向各终端的发送数据的合计量是否大于预定值来判断通信的数据量是否多。另外,短帧的交互多的情况按如下方法判断:对与各个终端交互的MAC帧(MPDU)数进行计数,为了更严密地掌握,例如对比预定值短的MSDU的数量(也可以是单纯地比预定值短的MPDU的数量)进行计数,如果每单位时间的计数值的合计或者平均大,则能够判断为短帧的交互多。这些判断的方法是一个例子,除此以外只要能够判断同样的状况,则能够使用任意的方法。
基站在决定了将MU-MC通信的功能设为ON的情况下,也可以在MIB中设定MU-MC通信的功能的ON,并且根据需要经由管理帧对属于BSS的MU-MC对应终端通知将MU-MC通信的功能设为ON的情况。另外,决定关于旧版终端进行信道宽度的限制,并通过管理帧通知与限制的信道宽度有关的信息即可。也可以将限制后的信道宽度事先决定为20MHz等。也可以根据所存在的旧版终端的种类来控制限制后的信道宽度,如,在IEEE802.11n和IEEE802.11ac对应终端混合存在时为20MHz,在只有IEEE802.11ac对应终端时为40MHz等。此外,在之后变更一旦通知的信道宽度的情况下,如上所述,也可以使用在第10实施方式中说明的管理帧。
以上,根据本实施方式,在基站中将MU-MC通信的功能设为有效(ON)时,通过限制旧版终端的信道宽度,能够防止在无法进行MU-MC通信的状况下限制旧版终端的通信的现象。
(第5实施方式)
基站根据与通信区重叠的其它基站的BSS等其它系统的干扰的关系,判断可否限制旧版终端的信道宽度。例如,在判断为MU-MC通信的效率降低的情况下,决定关于属于本站的旧版终端进行信道宽度的限制。此外,还有将重叠的其它基站的BSS称为OBSS(Overlapping BSS)的情况。
具体而言,基站关于在系统中使用的信道群或者在MU-MC通信中使用的信道群,进行信道扫描。特别是,关于与旧版终端可应对的信道宽度对应的信道群,进行信道扫描。信道扫描例如既可以在系统启动时进行,也可以在系统启动之后进行MU-MC通信的功能的ON的情况下在将该功能设为ON的定时进行,也可以在其它任意的定时进行。
测定信道扫描的忙率,根据忙率,判断可否限制信道宽度。忙率既可以例如根据相对于进行载波侦听的时间的、判断为忙状态的比例的时间来测定,或者也可以按照其它定义的方法进行测定。也可以在关于与旧版终端可应对的信道宽度对应的信道群的至少一个,忙率超过预定值的情况下,判断为进行信道宽度的限制,在其以外的情况下,判断为无需进行限制。或者,也可以在全部或者一定数以上的信道中忙率超过预定值的情况下,判断为进行信道宽度的限制,在其以外的情况下,判断为无需进行限制。也可以将限制后的信道宽度事先决定为20MHz等。也可以根据所存在的旧版终端的种类来控制限制后的信道宽度,如在IEEE802.11n和IEEE802.11ac对应终端混合存在时为20MHz,在只有IEEE802.11ac对应终端时为40MHz等。
以上,根据本实施方式,在来自其它系统的信道干扰大的情况(忙率大的情况等)下,通过限制旧版终端的信道宽度,从而即使限制旧版终端的信道宽度,也能够减少对旧版终端造成的影响。因此,不对旧版终端的通信实质上施加大的制约就能够进行信道利用效率高的MU-MC通信。
(第6实施方式)
基站根据旧版终端所使用的信道(primary信道、secondary信道、secondary40信道等)的利用频度,判断可否限制针对旧版终端的信道宽度。关于信道的利用频度,只要能够评价该信道被使用何种程度的次数或者何种程度的时间,则可以通过任意的方法测定,例如能够使用在该信道中接收一定电平以上的电波强度的时间的比例(利用率)、忙的时间的比例(忙率)等。也可以掌握实际上各旧版终端在发送中使用的一个或者多个信道来进行统计处理等来计算利用率。
例如,也可以是,如果主信道的利用率是一定值以上,则判断为在BSS内存在许多旧版终端,决定为不进行信道宽度的限制,如果小于一定值,则判断为旧版终端的台数少,将信道宽度限制为20MHz等。在该情况下,MU-MC对应终端通过控制为不进行主信道中的发送,从而能够进一步提高测定的精度。也可以每隔一定时间进行利用率的测定,根据过去的X(X是2以上的整数)次的测定的平均,进行同样的判断。另外,也可以是,如果过去的X次的测定中的Y(Y是1以上且小于X的值)次以上的利用率是一定以上,则判断为不进行信道宽度的限制。除了在此叙述的方法以外,只要能够根据利用率评价旧版终端的台数的程度,则可以使用任意的方法。
另外,也可以根据属于BSS内的旧版终端数和属于该BSS内的MU-MC对应终端数的关系,判断可否限制旧版终端的信道宽度。例如,也可以是,在从旧版终端数减去MU-MC对应终端数而得到的值是一定值(例如一定值是包括负值的任意的整数)以上时,不进行信道宽度的限制,在该差分小于一定值时,进行信道宽度的限制。或者,也可以是将旧版终端数除以MU-MC对应终端数而得到的值(在该情况下,一定值是例如0以上的任意的整数)。另外,也可以每隔一定时间,进行旧版终端数以及MU-MC对应终端数的测量,关于过去X次,根据差分的平均进行同样的判断。另外,也可以是,如果过去的X次的测量中的Y(Y是1以上且小于X的值)次以上的差分是一定以上,则判断为不进行信道宽度的限制。除了在此叙述的方法以外,只要能够评价旧版终端数和MU-MC对应终端数的关系,则可以使用任意的方法。在此,关于旧版终端,未区分IEEE802.11n和IEEE802.11ac,但也可以作为旧版终端数仅使用IEEE802.11ac对应终端数。这是为了重视有使用更宽的带宽的可能性的IEEE802.11ac对应终端的影响(担心即使旧版终端数相同,IEEE802.11ac对应终端越多,系统的信道效率越降低)。
以上,根据本实施方式,在旧版终端的台数少的情况、或者认为少的情况下,限制旧版终端的信道宽度,与其相反,在多的情况或者认为多的情况下不限制,从而能够在向旧版终端造成的影响少的状态下,进行信道宽度的限制。
(第7实施方式)
基站也可以根据打算进行MU-MC通信而为了用于发送RTS帧而获得的TXOP中的信道访问频度,判断可否限制针对旧版终端的信道宽度。例如,信道访问频度可以使用信道访问率,信道访问率是关于希望进行MU-MC通信的多个信道的各个信道在预定信道访问的信道中实际进行载波侦听而得到的结果发送来的比例。作为一个例子,关于旧版终端使用的信道例如从primary至secondary40信道为止的合计4个20MHz单位的信道(信道1~4),计算信道访问率。在这些信道中,存在信道访问率小于一定值的低的信道的情况下,也可以决定为将旧版终端的信道宽度限制为20MHz等。作为信道访问频度,也可以不利用信道访问率,而利用无法连续地获得发送权的次数。在该情况下,也可以在连续一定次数无法获得的情况下,限制信道宽度。也可以将在此叙述以外的指标用作信道访问频度。
另外,也可以根据打算进行MU-MC通信而进行了信道访问时的MU-MC利用频度,判断可否限制针对旧版终端的信道宽度。具体而言,作为MU-MC利用频度,可以使用MU-MC利用率(针对信道访问的实际的TXOP获得率),MU-MC利用率是关于发送了RTS帧的各个信道返回来了CTS帧的信道的比例。作为一个例子,关于旧版终端使用的信道例如从primary至secondary40信道为止的4个20MHz单位的信道,计算MU-MC利用率。在存在MU-MC利用率小于一定值的低的信道的情况下,决定为将旧版终端的信道宽度限制为20MHz等。在此,作为MU-MC利用频度,使用了返回来了CTS帧的比例即MU-MC利用率,但只要能够评价在发送了RTS帧的信道中实际能够以何种程度利用于MU-MC通信,则也可以使用其它指标。例如,也可以是CTS帧发送后的数据帧的发送的成功率(接收到ACK的比例)或者失败率。也可以在旧版终端使用的信道中存在成功率小于一定值、或者失败率是一定值以上的信道的情况下,决定为将旧版终端的信道宽度限制为20MHz等。
以上,根据本实施方式,在信道访问频度或者MU-MC利用频度低的情况下,限制旧版终端的信道宽度,从而,即使限制旧版终端的信道宽度,也能够减少对旧版终端造成的影响。因此,不对旧版终端的通信实质施加大的制约就能够进行信道利用效率高的MU-MC通信。
(第8实施方式)
本实施方式的特征在于,与此前叙述那样的限制旧版终端的信道宽度的情形稍微不同,从最初起不使旧版终端连接到基站。通过从最初起不使旧版终端属于BSS,在BSS内基本上仅有MU-MC对应终端。由此,能够较高地维持系统的信道效率。
为了不使旧版终端连接到基站,基站在作为针对在关联过程中从旧版终端接收的关联请求帧的响应的关联响应帧中,设定表示连接的否决的信息即可。在IEEE802.11标准中,使用状况代码(Status Code)来表示连接的否决。状况代码通过数值表现,例如可以使用现有的任意值。作为可用作现有的状况代码的例子,例如有如下那样的例子。具有不特定的失败(unspecified failure)的意义,拒绝(REFUSED)或者基于不特定的理由的拒绝(REFUSED_REASON_UNSPECIFIED)即“1”;具有无法支持从终端通过能力信息字段请求的所有能力(Can Not support all requested capabilities in the CapabilityInformation field)的意义,由于能力的不匹配的拒绝(REFUSED_CAPABILITIES_MISMATCH)即“10”;具有由于标准外的理由而关联被驳回(Association denied due to reasonoutside the scope of this standard)的意义的“12”;具有因为AP无法处理额外的关联STAs而关联被驳回(Association denied because AP is unable to handle additionalassociated STAs)的意义的“17”;具有请求被否决的(The request has been declined)意义的“37”。也可以将从在当前时间点作为预备(Reserved)未使用的数值中选择出的编号,新定义为明示了本实施方式的要旨的连接否决来使用。作为明示的理由,例如能够使用由于不对应于MU-MC功能的拒绝、由于不满足载波侦听必要条件的拒绝等。也可以设为旧版终端通过固件的更新等来能够理解该状况代码。旧版终端通过由从基站接收的关联响应帧读出并解释状况代码,明示地认识本装置的连接被否决。通过利用状况代码明示地通知连接的否决,从而能够防止由于之后多次从旧版终端发送关联请求帧等而引起的系统效率降低的现象。
在此,利用关联响应帧对旧版终端通知了连接否决,但基于此还能够在IEEE802.11n和IEEE802.11ac中改变可否连接的策略。例如,还可以是,对于与IEEE802.11n和IEEE802.11ac的一方对应的终端,设为否决连接,对于与另一方对应的终端,设为可连接。也可以通过基站发送的信标帧、探测响应帧等来事先通知不接受(否决)旧版终端的连接。由此,能够防止从最初起从旧版终端发送关联请求帧的现象。例如,能够在信标帧、探测响应帧中插入的支持率(Supported Rates)元素、扩展支持率(Extended SupportedRates)元素中,使用BSS成员身份选择器(BSS membership selector),由此限制IEEE802.11n终端、或者限制IEEE802.11n终端和IEEE802.11ac终端。
除了从最初起(即在关联过程时)否决旧版终端的连接以外,还能够在最初时许可连接,但从中途切断连接。为了切断与旧版终端的连接,基站发送连接切断帧(Disassociation Frame),在连接切断帧中设定表示连接切断的信息即可。在IEEE802.11标准中,针对关联响应帧的状况代码,在连接切断帧中使用理由代码(Reason Code)来表示连接切断的理由。作为理由代码的编号,也可以与上述状况代码同样地使用现有的值。作为可用作现有的理由代码的例子,例如有如下那样的例子。具有不特定的理由(Unspecifiedreason)的意义的“1”;具有由于无法处理所连接的所有终端而切断(Disassociatedbecause AP is unable to handle all currently associated STAs)的意义的“5”;具有由于不特定的QoS(Quality of Service,服务质量)关系的理由而切断(Disassociatedfor unspecified,QoS-related reason)的意义的“32”;具有由于QoS基站无法确保用于该QoS终端的充分的带宽而切断(Disassociated because QoS AP lacks sufficientbandwidth for this QoS STA)的意义的“33”。也可以将从在当前时间点作为预备(Reserved)未使用的数值中选择出的编号,新定义为明示了本实施方式的要旨的连接切断来使用。作为明示的理由,例如能够使用由于不对应于MU-MC功能的切断、由于不满足载波侦听必要条件的切断等。旧版终端通过由从基站接收的连接切断帧读出并解释理由代码,明示地认识本装置的连接被切断。通过利用理由代码明示地通知连接的切断,从而能够防止由于之后从旧版终端再次发送关联请求帧等而引起的系统效率降低的现象。作为决定与旧版终端的切断的定时,既可以是与上述那样的将MU-MC通信的功能设为ON的情况对应的定时,也可以是同样地上述那样的在BSS内检测到发生了拥挤、大量数据的交互或者许多帧的交互等的定时。或者,在最初只有基站的BSS内的旧版终端所属的情况下,也可以是一台或者多台的一定数量的MU-MC对应终端新进入到该BSS内的定时。
(第9实施方式)
在第2~第8实施方式中,示出了限制旧版终端的信道宽度或者否决(或者切断)向基站的连接的情况,但相反还能够解除信道宽度的限制或者许可向基站的连接。作为此时的判断基准,使用与在第2~第8实施方式中决定了限制或者否决(或者切断)的情形相反的基准即可。即,在第2~第8实施方式中判断出的根据消失的情况下,解除信道宽度的限制或者许可向基站的连接即可。在解除信道宽度的限制的情况下,通过后述第10实施方式中叙述的帧、信标帧等管理帧通知解除后的信道宽度的信息即可。作为解除信道宽度的限制的例子,有在限制为20MHz信道宽度的情况下返回到40MHz的信道宽度的情况、在限制为40MHz信道宽度的情况下变更为80MHz的信道宽度的情况。解除后的信道宽度的信息对应于比解除前的信道宽度大且小于等于可应对的信道宽度的第3信息。另外,在许可向基站的连接的情况下,解除在信标帧、探测响应帧中为了否决旧版终端的连接而设置的设定来进行帧发送即可。然后,在此以后,在从旧版终端接收到连接请求时,许可连接即可。
(第10实施方式)
在第2~第9实施方式中,示出了不仅在系统启动时,而且从中途限制(或者解除限制)旧版终端的信道宽度的情况,在此示出为了从中途限制(或者解除限制)信道宽度而使用的帧的例子。作为一个例子,能够使用信道切换告知(Channel Switch Announcement)帧、扩展信道切换告知帧(Extended Channel Switch Announcement)帧。
在使用信道切换告知帧的情况下,在信道切换告知帧中的次信道偏移元素内的次信道偏移字段中,设定与变更后的信道宽度对应的值即可。图21(A)示出次信道偏移元素的格式例。在次信道偏移元素的次信道偏移子字段中,指定次信道相对主信道的位置。例如,在从20MHz变更为40MHz或者比40MHz宽的信道宽度的情况下,在主信道的上侧(高频侧)设置次信道时,将该字段的值设为1,在下侧(低频侧)设置次信道时,将该字段的值设为3。另外,在从40MHz或者比40MHz宽的信道宽度变更为20MHz的情况下,将该字段的值设为0。在变更为比40MHz宽的信道宽度的情况下,一并地使用宽带宽信道切换(Wide BandwidthChannel Switch)元素。图21(B)示出宽带宽信道切换元素的格式例。使用宽带宽信道切换元素内的新信道宽度(New Channel Width)、新信道中心频段(New Channel CenterFrequency Segment)0这两个字段、或者加上了新信道中心频段(New Channel CenterFrequency Segment)1这三个字段。在新信道宽度字段中,指定变更后的信道宽度。例如,如果是80MHz则设定1,如果是160MHz则设定2,如果是80+80MHz则设定3。另外,在新信道中心频段0字段中,设定变更后的信道宽度是80MHz或者160MHz的情况下的中心频率的索引。在变更后的信道宽度是80+80MHz的情况下,将2个80MHz中的包括主信道的一方(分段0)的中心频率的索引设定于新信道中心频段0字段,将2个80MHz中的不包括主信道的另一方(分段1)的中心频率的索引设定于新信道中心频段1字段。
还能够代替信道切换告知帧而使用扩展信道切换告知帧。在该情况下,使用扩展信道切换告知帧内的新操作类别(New Operating Class)字段,以及在变更为比40MHz宽的信道宽度的情况下,利用宽带宽信道切换元素来变更信道宽度。操作类别(OperatingClass)被规定为能够识别信道间隔是20MHz宽度还是40MHz宽度,将该操作类别的值插入到新操作类别字段中。因此,通过新操作类别字段既能够通知从20MHz向40Hz或者比40MHz宽的信道宽度的变更,也能够通知从40MHz或者比40MHz宽的信道宽度向20MHz的变更。此外,将这些帧的要素还能够插入到信标、探测响应帧中。因此,作为用于从中途限制信道宽度的手段,还能够使用信标、探测响应帧。
(第11实施方式)
在第1实施方式中,为了通知在MU-MC通信中使用的多个信道,使用了新定义的MU-MC操作元素(参照图11、图13~图17),但还能够挪用VHT操作元素(参照图9)。在该情况下,VHT操作元素的信道宽度子字段(一个八位字节)的值设定为在当前时间点作为预备(Reserved)未使用的值(4~255)(如图10所示在现状下使用了0~3的值)。通过设定在当前时间点未使用的值,IEEE802.11ac对应终端无法解释信道宽度子字段,所以成为IEEE.802.11n等级下的动作。具体而言,IEEE802.11ac对应终端进行依照HT操作元素(参照图8)的动作。即,IEEE802.11ac对应终端能够将使用信道宽度限制为20MHz或40MHz。通过利用VHT操作元素,具有无需定义MU-MC操作元素这样的新的信息元素的优点。
在现状下信道宽度子字段的未使用的值(4~255)中,例如,能够将4定义为80MHz信道宽度(以20MHz宽度连续的4个信道),将5定义为160MHz信道宽度(以20MHz宽度连续的8个信道)等。此时,也可以使用一个八位字节的3比特(例如下位3比特)来表现数字的4以及5,在剩下的5比特中设定表示中心频率的索引。
或者,例如对4~255的一部分或者全部的数字预先对应地规定所使用的多个信道,以表格等形式,在基站以及各终端中事先保持。例如,对数字的4对应信道1~4,对数字的5对应信道1~8,对数字的6对应信道9~16,对数字的7对应信道1~4和信道9~13。另外,将与所使用的多个信道对应的数值设定于信道宽度子字段。由此,虽然需要事先准备表格等信息,但能够以短的子字段长度指定更多的变化的使用信道。
在上述2个例子中,仅使用信道宽度子字段来表现,但还可以是追加使用信道中心频段(Channel Center Frequency Segment)0以及1的各子字段的方法。信道中心频段0以及1的各子字段的利用方法与此前叙述的说明相同,只新决定信道宽度子字段的解释。例如,设4~255中的数值4为80MHz信道宽度,设数值5为160MHz,设数值6为80+80信道宽度等。由此,无需对VHT操作元素的解释方法加以大的变更,就能够通知在MU-MC通信中使用的多个信道。此外,在现行的VHT操作元素中只能够表现至2个分段(连续的信道的块),但如果能够期待为IEEE802.11ac对应的旧版终端容许长度值为5以上,则能够在图9的例如基本VHT-MCS和NSS集字段之后,如Segment 3、Segment 4、…那样根据需要追加,能够使用3个以上的分段,能够实现灵活的信道利用。
除了在此叙述的方法以外,只要能够利用VHT操作元素来通知在MU-MC通信中使用的多个信道,则能够利用各种子字段(信道宽度、信道中心频段0以及1)。
(第12实施方式)
图22是示出终端(非基站的终端)或者基站的整体结构例的图。该结构例是一个例子,本实施方式不限于此。终端或者基站具备一个或者多个天线1~n(n是1以上的整数)、无线LAN模块148以及主机系统149。无线LAN模块148对应于第1实施方式的无线通信装置。无线LAN模块148具备主机接口,通过主机接口连接于主机系统149。除了经由连接电缆连接于主机系统149以外,也可以直接连接于主机系统149。另外,还能够采用通过焊料等将无线LAN模块148安装于基板,并经由基板的布线连接于主机系统149的结构。主机系统149依照任意的通信协议,使用无线LAN模块148以及天线1~n,与外部的装置进行通信。通信协议也可以包括TCP/IP和比其上位的层的协议。或者,TCP/IP也可以搭载于无线LAN模块148,主机系统149仅执行比其上位层的协议。在该情况下,能够简化主机系统149的结构。本终端例如可以是移动体终端、TV、数字照相机、可穿戴设备、平板、智能手机、游戏装置、网络存储装置、监视器、数字音频播放器、Web照相机、视频照相机、投影仪、导航系统、外部适配器、内部适配器、机顶盒、网关、打印机服务器、移动接入点、路由器、企业/服务提供商接入点、便携式装置、手持式装置等。
图23示出无线LAN模块的硬件结构例。该结构还能够应用于无线通信装置搭载于非基站的终端以及基站中的任意一个的情况。即,能够应用为图1所示的无线通信装置的具体结构的一个例子。在该结构例中,天线仅为1个,但也可以具备2个以上的天线。在该情况下,也可以与各天线对应地配置发送系统(216、222~225)、接收系统(232~235)、PLL242、晶体振荡器(基准信号源)243以及开关245的多个集合,各集合分别与控制电路212连接。PLL242或者晶体振荡器243或者它们两方对应于本实施方式的振荡器。
无线LAN模块(无线通信装置)具备基带IC(Integrated Circuit,集成电路)211、RF(Radio Frequency,射频)IC221、平衡-不平衡变压器(balun)225、开关245以及天线247。
基带IC211具备基带电路(控制电路)212、存储器213、主机接口214、CPU215、DAC(Digital to Analog Conveter,数字模拟转换器)216以及ADC(Analog to DigitalConverter,模拟数字转换器)217。
基带IC211和RF IC221也可以形成于相同的基板上。另外,基带IC211和RF IC221也可以由一个芯片构成。DAC216以及ADC217这两方或者某一方既可以配置于RF IC221,也可以配置于其它IC。另外,存储器213以及CPU215这两方或者某一方也可以配置于与基带IC不同的IC。
存储器213保存在与主机系统之间交接的数据。另外,存储器213保存对终端或基站通知的信息、或者从终端或基站通知到的信息、或者它们两方。另外,存储器213也可以存储CPU215的执行所需的程序,用作CPU215执行程序时的作业区域。存储器213既可以是SRAM、DRAM等易失性存储器,也可以是NAND、MRAM等非易失存储器。
主机接口214是用于与主机系统连接的接口。接口可以是UART、SPI、SDIO、USB、PCIExpress等中的任意一种。
CPU215是通过执行程序而控制基带电路212的处理器。基带电路212主要进行MAC层的处理以及物理层的处理。基带电路212、CPU215或者它们两方对应于控制通信的通信控制装置或者控制通信的控制部。
基带电路212以及CPU215的至少一方也可以包括生成时钟的时钟生成部,通过由该时钟生成部生成的时钟,管理内部时间。
基带电路212对要发送的帧,作为物理层的处理进行物理头部的附加、编码、加密、调制处理等,例如生成2种数字基带信号(以下称为数字I信号和数字Q信号)。
DAC216对从基带电路212输入的信号进行DA变换。更详细而言,DAC216将数字I信号变换为模拟的I信号,将数字Q信号变换为模拟的Q信号。此外,还可能有不进行正交调制而原样地以一个系统的信号发送的情况。也可以具备多个天线,在将一个系统或者多个系统的发送信号与天线的数量对应地分开而发送的情况下,也可以设置与天线的数量对应的数量的DAC等。
RF IC221作为一个例子是RF模拟IC或者高频IC或者它们两方。RF IC221具备滤波器222、混频器223、预放大器(PA)224、PLL(Phase Locked Loop:相位同步电路)242、低噪声放大器(LNA)、平衡-不平衡变压器235、混频器233以及滤波器232。这些要素中的几个也可以配置于基带IC211或者其它IC上。滤波器222、232既可以是带通滤波器,也可以是低通滤波器。
滤波器222由从DAC216输入的模拟I信号以及模拟Q信号的各个,抽出期望带宽的信号。PLL242使用从晶体振荡器243输入的振荡信号,对振荡信号进行分频或者倍频或者它们两方,由此生成与输入信号的相位同步的一定频率的信号。此外,PLL242具备VCO(Voltage Controlled Oscillator,压控振荡器),根据从晶体振荡器243输入的振荡信号,利用VCO来进行反馈控制,由此得到该一定频率的信号。所生成的一定频率的信号被输入到混频器223以及混频器233。PLL242相当于生成一定频率的信号的振荡器的一个例子。
混频器223利用从PLL242供给的一定频率的信号,将通过了滤波器222的模拟I信号以及模拟Q信号上变频为无线频率。预放大器(PA)将由混频器223生成的无线频率的模拟I信号以及模拟Q信号放大至期望的输出功率。平衡-不平衡变压器225是用于将平衡信号(差动信号)变换为不平衡信号(单端信号)的变换器。在RF IC221中处理平衡信号,但从RFIC221的输出至天线247为止处理不平衡信号,所以通过平衡-不平衡变压器225进行它们的信号变换。
开关245在发送时与发送侧的平衡-不平衡变压器225连接,在接收时与接收侧的低噪声放大器(LNA)234或者RF IC221连接。开关245的控制既可以通过基带IC211或者RFIC221进行,也可以存在控制开关245的其它电路,并由该电路进行开关245的控制。
由预放大器224放大的无线频率的模拟I信号以及模拟Q信号在平衡-不平衡变压器225中被进行平衡-不平衡变换之后,从天线247作为电波发射到空间。
天线247既可以是芯片天线,也可以是在印刷基板上通过布线形成的天线,还可以是利用线状的导体元件形成的天线。
RF IC221中的LNA234将从天线247经由开关245接收到的信号在将噪声抑制得较低的状态下放大至可解调的电平。平衡-不平衡变压器235对由低噪声放大器(LNA)234放大的信号进行不平衡-平衡变换。此外,也可以采用使平衡-不平衡变压器235和LNA234的顺序相反的结构。混频器233使用从PLL242输入的一定频率的信号,将由平衡-不平衡变压器235变换为平衡信号的接收信号下变频为基带。更详细而言,混频器233具有根据从PLL242输入的一定频率的信号生成相位相互错开了90°的载波的单元,利用相位相互错开了90°的载波,对由平衡-不平衡变压器235变换的接收信号进行正交解调来生成相位与接收信号相同的I(In-phase)信号和相位比其延迟了90°的Q(Quad-phase)信号。滤波器232从这些I信号和Q信号抽出期望频率分量的信号。由滤波器232抽出的I信号以及Q信号被调整增益之后,从RF IC221输出。
基带IC211中的ADC217对来自RF IC221的输入信号进行AD变换。更详细而言,ADC217将I信号变换为数字I信号,将Q信号变换为数字Q信号。此外,还可能有不进行正交解调而仅接收一个系统的信号的情况。
在设置多个天线的情况下,也可以设置与天线的数量对应的数量的ADC。基带电路212根据数字I信号以及数字Q信号,进行解调处理、纠错码处理、物理头部的处理等物理层的处理等,得到帧。基带电路212针对帧进行MAC层的处理。此外,基带电路212在安装了TCP/IP的情况下,还可以具有进行TCP/IP的处理的结构。
上述各部的处理的详细内容根据图1的说明来看是自明的,所以省略重复的说明。
(第13实施方式)
图24(A)以及图24(B)分别是第13实施方式的无线设备的立体图。图24(A)的无线设备是笔记本PC301,图24(B)的无线设备是移动体终端321。分别对应于终端(包括基站)的一个方式。笔记本PC301以及移动体终端321分别搭载了无线通信装置305、315。作为无线通信装置305、315,能够使用在此前说明的终端(包括基站)中搭载的无线通信装置。搭载无线通信装置的无线设备不限于笔记本PC、移动体终端。例如,还能够搭载于TV、数字照相机、可穿戴设备、平板、智能手机等中。
另外,搭载于终端(包括基站)的无线通信装置还能够搭载于存储卡。图25示出将该无线通信装置搭载于存储卡的例子。存储卡331包括无线通信装置355和存储卡主体332。存储卡331为了与外部的装置的无线通信而利用无线通信装置335。此外,在图25中,省略了存储卡331内的其它要素(例如存储器等)的记载。
(第14实施方式)
在第14实施方式中,除了上述实施方式的无线通信装置的结构以外,还具备总线、处理器部以及外部接口部。处理器部以及外部接口部经由总线连接于缓冲器。在处理器部中,固件工作。这样,通过做成将固件包含于无线通信装置中的结构,能够通过固件的改写来容易地变更无线通信装置的功能。
(第15实施方式)
在第15实施方式中,除了上述实施方式的无线通信装置的结构以外,还具备时钟生成部。时钟生成部生成时钟并从输出端子向无线通信装置的外部输出时钟。这样,通过将在无线通信装置内部生成的时钟输出到外部,利用输出到外部的时钟使主机侧工作,从而能够使主机侧和无线通信装置侧同步地工作。
(第16实施方式)
在第16实施方式中,除了上述实施方式的无线通信装置的结构以外,还包括电源部、电源控制部以及无线电力供电部。电源控制部与电源部和无线电力供电部连接,进行选择对无线通信装置供给的电源的控制。这样,通过做成在无线通信装置中具备电源的结构,能够进行控制了电源的低功耗化工作。
(第17实施方式)
在第17实施方式中,除了上述实施方式的无线通信装置的结构以外,还包括SIM卡。SIM卡例如与无线通信装置中的MAC处理部10、MAC/PHY管理部60或者控制部112连接。这样,通过做成在无线通信装置中具备SIM卡的结构,能够容易地进行认证处理。
(第18实施方式)
在第18实施方式中,除了第16实施方式的无线通信装置的结构以外,还包括运动图像压缩/解压部。运动图像压缩/解压部与总线连接。这样,通过做成在无线通信装置中具备运动图像压缩/解压部的结构,能够容易地进行压缩的运动图像的传送和接收到的压缩运动图像的解压。
(第19实施方式)
在第19实施方式中,除了上述实施方式的无线通信装置的结构以外,还包括LED部。LED部例如与MAC处理部10、MAC/PHY管理部60、发送处理电路113、接收处理电路114、控制部112的至少一个连接。这样,通过做成在无线通信装置中具备LED部的结构,能够对用户容易地通知无线通信装置的工作状态。
(第20实施方式)
在第20实施方式中,除了上述实施方式的无线通信装置的结构以外,还包括振动器部。振动器部例如与MAC处理部10、MAC/PHY管理部60、发送处理电路113、接收处理电路114、控制部112的至少一个连接。这样,通过做成在无线通信装置中具备振动器部的结构,能够对用户容易地通知无线通信装置的工作状态。
(第21实施方式)
在本实施方式中,说明[1]无线通信系统中的帧类别、[2]无线通信装置之间的连接切断的手法、[3]无线LAN系统的访问方式、[4]无线LAN的帧间隔。
[1]通信系统中的帧类别
一般而言,在无线通信系统中的无线访问协议上处理的帧如上所述被大致分成数据(data)帧、管理(management)帧、控制(control)帧这3种。通常,在帧间共同地设置的头部中表示它们的类别。作为帧类别的显示方法,既可以能够用一个字段区分3种,也可以能够用两个字段的组合来区分。在IEEE802.11标准中,利用位于MAC帧的帧头部的帧控制(Frame Control)字段中的类型(Type)、子类型(Subtype)这样的两个字段,进行帧类别的识别。用类型字段进行数据帧、管理帧、控制帧的大致区分,用子类型字段进行大致区分后的帧中的更细的类别、例如管理帧中的信标(Beacon)帧这样的识别。
管理帧是在与其它无线通信装置之间的物理上的通信链路的管理中使用的帧。例如有为了进行与其它无线通信装置之间的通信设定而使用的帧、用于释放通信链路(即切断连接)的帧、与无线通信装置中的省电动作相关的帧。
数据帧是在与其它无线通信装置建立了物理上的通信链路之后将在无线通信装置的内部生成的数据发送到其它无线通信装置的帧。数据是在本实施方式的上位层生成,例如通过用户的操作来生成。
控制帧是在与其它无线通信装置之间收发(交换)数据帧时的控制中使用的帧。在无线通信装置接收到数据帧、管理帧的情况下为了其送达确认而发送的响应帧属于控制帧。响应帧例如是ACK帧、BlockACK帧。另外,RTS帧、CTS帧也是控制帧。
这些3种帧在物理层中经由根据需要的处理而成为物理数据包,经由天线送出。此外,在IEEE802.11标准(包括上述IEEEStd802.11ac-2013等扩展标准)中,作为连接建立的过程之一有关联(association)过程,其中使用的关联请求(Association Request)帧和关联响应(Association Response)帧是管理帧,关联请求帧、关联响应帧是单播的管理帧,所以对接收侧无线通信终端请求发送作为响应帧的ACK帧,该ACK帧如上所述是控制帧。
[2]无线通信装置之间的连接切断的手法
在连接的切断(释放)中,有明示的手法和暗示的手法。作为明示的手法,建立了连接的无线通信装置之间的某一方发送用于切断的帧。在IEEE802.11标准中,解除认证(Deauthentication)帧与其相当,被分类为管理帧。通常,在发送切断连接的帧这一侧的无线通信装置中,在发送了该帧的时间点判定为连接的切断,在接收切断连接的帧这一侧的无线通信装置中,在接收到该帧的时间点判定为连接的切断。之后,如果是非基站的无线通信终端,则返回到通信阶段中的初始状态、例如进行连接的BSS探索的状态。在无线通信基站切断了与某个无线通信终端之间的连接的情况下,例如,如果无线通信基站持有管理加入到本BSS的无线通信终端的连接管理表格,则从该连接管理表格删除与该无线通信终端相关的信息。例如,在无线通信基站对加入到本BSS的各无线通信终端在关联过程中许可了连接的阶段中,在分配AID的情况下,也可以删除与切断了该连接的无线通信终端的AID关联的保持信息,关于该AID释放而分配给其它新加入的无线通信终端。
另一方面,作为暗示的手法,在从建立了连接的连接对方的无线通信装置在一定期间内未检测到帧发送(数据帧以及管理帧的发送或者针对本装置所发送的帧的响应帧的发送)的情况下,进行连接状态的切断的判定。有这样的手法是因为在如上所述判定连接的切断那样的状况中考虑了通信距离远离连接目的地的无线通信装置而不能接收或者不能解码无线信号等无法确保物理上的无线链路的状态。即,这是因为无法期待切断连接的帧的接收。
作为通过暗示的方法判定连接的切断的具体例,使用定时器。例如,在发送请求送达确认响应帧的数据帧时,启动限制该帧的重发期间的第1定时器(例如数据帧用的重发定时器),如果第1定时器到期之前(即经过期望的重发期间之前)未接收到向该帧的送达确认响应帧,则进行重发。如果接收到向该帧的送达确认响应帧,则第1定时器被停止。
另一方面,如果未接收到送达确认响应帧而第1定时器到期,则例如发送用于确认连接对方的无线通信装置是否仍(在通信范围内)存在(换言之,可否确保无线链路)的管理帧,与此同时启动限制该帧的重发期间的第2定时器(例如管理帧用的重发定时器)。与第1定时器同样地,在第2定时器中也是如果第2定时器到期之前未接收到向该帧的送达确认响应帧则进行重发,并在第2定时器到期时判定为连接被切断。也可以在判定为连接被切断的阶段,发送切断所述连接的帧。
或者,当从连接对方的无线通信装置接收到帧时启动第3定时器,每当从连接对方的无线通信装置新接收到帧时停止第3定时器,再次从初始值启动。如果第3定时器到期,则与上述同样地发送用于确认连接对方的无线通信装置是否仍(在通信范围内)存在(换言之,可否确保无线链路)的管理帧,与此同时启动限制该帧的重发期间的第2定时器(例如管理帧用的重发定时器)。在该情况下也是,如果第2定时器到期之前未接收到向该帧的送达确认响应帧则进行重发,并在第2定时器到期时判定为连接被切断。在该情况下也可以在判定为连接被切断的阶段发送切断所述连接的帧。后者的用于确认是否仍存在连接对方的无线通信装置的管理帧也可以是与前者的情况的管理帧不同的帧。另外,后者的情况的用于限制管理帧的重发的定时器在此设为第2定时器而使用了与前者的情况相同的定时器,但也可以使用不同的定时器。
[3]无线LAN系统的访问方式
例如有设想了与多个无线通信装置通信或者竞争的无线LAN系统。在IEEE802.11无线LAN中,将CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Carrier Avoidance,带有冲突避免的载波侦听多路访问)作为访问方式的基本。在掌握某个无线通信装置的发送并从其发送结束隔开固定时间而进行发送的方式中,在掌握了该无线通信装置的发送的多个无线通信装置中同时进行发送,其结果,无线信号冲突而帧发送失败。通过掌握某个无线通信装置的发送并从其发送结束等待随机时间,由此在概率上分散了掌握了该无线通信装置的发送的多个无线通信装置中的发送。因此,如果在随机时间中抽出最早的时间的无线通信装置是一个,则无线通信装置的帧发送会成功,能够防止帧的冲突。根据随机值,发送权的获得在多个无线通信装置之间变得公平,所以采用了Carrier Avoidance的方式是适合于在多个无线通信装置之间共享无线介质的方式。
[4]无线LAN的帧间隔
说明IEEE802.11无线LAN的帧间隔。在IEEE802.11无线LAN中使用的帧间隔有分布式协调功能帧间间隔(distributed coordination function interframe space,DIFS)、仲裁帧间间隔(arbitration interframe space,AIFS)、点协调功能帧间间隔(pointcoordination function interframe space,PIFS)、短帧间间隔(short interframespace,SIFS)、扩展帧间间隔(extended interframe space,EIFS)、缩减帧间间隔(reducedinterframe space,RIFS)这6种。
关于帧间隔的定义,在IEEE802.11无线LAN中定义为在发送之前确认载波侦听空闲而应该空开的连续期间,不讨论严密的从前面的帧起的期间。因此,在此处的IEEE802.11无线LAN系统中的说明中,沿用该定义。在IEEE802.11无线LAN中,将在基于CSMA/CA随机访问时等待的时间设为固定时间与随机时间之和,可以说为了使固定时间变得明确而进行了这样的定义。
DIFS和AIFS是在根据CSMA/CA与其它无线通信装置竞争的竞争期间中尝试帧交换开始时使用的帧间隔。DIFS是在没有基于业务类别区分优先权时使用,AIFS是在基于业务类别(Traffic Identifier:TID)设置了优先权的情况下使用。
在DIFS和AIFS中涉及的动作是类似的,所以以后主要使用AIFS进行说明。在IEEE802.11无线LAN中,在MAC层中进行包括帧交换的开始等的访问控制。进而,在从上位层送来数据时与QoS(Quality of Service,服务质量)对应的情况下,与数据一起通知业务类别,根据业务类别,针对数据进行访问时的优先度的分级。将该访问时的等级称为访问范畴(Access Category:AC)。因此,针对每个访问范畴,设置AIFS的值。
PIFS是用于使得能够进行相比于竞争的其它无线通信装置具有优先权的访问的帧间隔,期间比DIFS以及AIFS中的任意值都短。SIFS是在响应系列的控制帧的发送时或者在一旦获得了访问权之后突发地继续进行帧交换的情况下可使用的帧间隔。EIFS是在帧接收失败(判定为接收到的帧错误)的情况下发动的帧间隔。
RIFS是在一旦获得了访问权之后突发地向同一无线通信装置连续地发送多个帧的情况下可使用的帧间隔。在使用RIFS的期间中,不要求来自发送对方的无线通信装置的响应帧。
在此,图26示出IEEE802.11无线LAN中的基于随机访问的竞争期间的帧交换的一个例子。
设想如下情况:在某个无线通信装置中发生了数据帧(W_DATA1)的发送请求时,载波侦听的结果认识为介质忙(busy medium)。在该情况下,在从载波侦听为闲的时间点起空开固定时间AIFS,之后空开随机时间(random backoff)时,将数据帧W_DATA1发送到通信对方。此外,载波侦听的结果,在认识为介质不忙、即介质是闲(idle)的情况下,从开始了载波侦听的时间点起空开固定时间AIFS,将数据帧W_DATA1发送到通信对方。
随机时间是对根据从0以整数提供的竞争窗口(Contention Window:CW)期间的均匀分布导出的伪随机整数乘以时隙时间而得到的。在此,将对CW乘以时隙时间的结果称为CW时间宽度。CW的初始值是用Cwmin给予的,每当重发时CW的值增加直至成为CWmax。CWmin和CWmax这两方都与AIFS同样地具有每个访问范畴的值。在W_DATA1的发送目的地的无线通信装置中,如果数据帧的接收成功、并且该数据帧是请求发送响应帧的帧,则从内包该数据帧的物理数据包的无线介质上的占有结束时间点起的SIFS之后,发送响应帧(W_ACK1)。发送了W_DATA1的无线通信装置在接收到W_ACK1时如果是发送突发时间限制内,则能够再从内包W_ACK1的物理数据包的无线介质上的占有结束时间点起的SIFS之后发送下一个帧(例如W_DATA2)。
AIFS、DIFS、PIFS以及EIFS为SIFS和时隙时间的函数,但针对每个物理层规定了SIFS和时隙时间。另外,关于AIFS、CWmin以及CWmax等针对每个访问范畴设置了值的参数,能够针对每个通信组(在IEEE802.11无线LAN中,Basic Service Set(BSS))设定,但制定有默认值。
例如,在802.11ac的标准制定中,设为SIFS是16μs,时隙时间是9μs,由此设为PIFS为25μs,DIFS为34μs,在AIFS中,访问范畴为BACKGROUND(AC_BK)的帧间隔的默认值为79μs,BEST EFFORT(AC_BE)的帧间隔的默认值为43μs,VIDEO(AC_VI)和VOICE(AC_VO)的帧间隔的默认值为34μs,CWmin和CWmax的默认值分别在AC_BK和AC_BE下为31和1023,在AC_VI下为15和31,在AC_VO下为7和15。此外,EIFS是基本上是SIFS和DIFS和以最低速的必须的物理速率发送时的响应帧的时间长度之和。此外,在能够进行高效的EIFS的获取方式的无线通信装置中,还能够推测将向发动了EIFS的物理数据包的响应帧进行搬送的物理数据包的占有时间长度,并设为SIFS、DIFS以及该推测时间之和。在本实施方式中,将使用这样的帧间隔的参数的无线通信系统设想为通信范围宽的干扰系统。
此外,在各实施方式中,基站或者多个终端发送的帧既可以是不同内容的帧,也可以是同一内容的帧。作为一般的表现,在表现为基站或者多个终端发送第X帧或者基站接收多个第X帧时,这些第X帧的内容既可以相同,也可以不同。
此外,在各实施方式中记载的帧也可以是指Null Data Packet等在IEEE802.11标准或者所依照的标准中被称为数据包(Packet)的例子。
在本实施方式中使用的用语应当被广泛解释。例如,用语“处理器”也可以包含通用目的处理器、中央处理装置(CPU)、微型处理器、数字信号处理器(DSP)、控制器、微型控制器、状态机等。根据状况,“处理器”也可以指面向特定用途的集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑电路(PLD)等。“处理器”也可以指多个微型处理器那样的处理装置的组合、DSP以及微型处理器的组合、与DSP芯协作的一个以上的微型处理器。
作为其它例子,用语“存储器”也可以包含能够保存电子信息的任意的电子部件。“存储器”也可以指随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、非易失性随机访问存储器(NVRAM)、闪存存储器、磁或者光学数据存储设备,它们能够通过处理器读出。如果处理器针对存储器读出者写入信息或者进行它们两方,则可以说存储器与处理器电通信。存储器也可以与处理器合并,在该情况下也可以说存储器与处理器电通信。
此外,本发明不原样地限定于上述实施方式,在实施阶段中在不脱离其要旨的范围内能够使构成要素变形而具体化。另外,能够通过在上述实施方式中公开的多个构成要素的适当的组合来形成各种发明。例如,也可以从实施方式所述的全部构成要素删除几个构成要素。进而,也可以适当组合不同的实施方式的构成要素。

Claims (35)

1.一种无线通信终端,其中,具备:
至少一个天线;
无线通信部,经由所述天线发送接收信息;以及
控制部,经由所述无线通信部发送第1信息,经由所述无线通信部发送第2信息,所述第1信息指定比能够以预定的信道为基础扩展而利用的最大的带宽小的第1带宽,所述第2信息指定包括在所述最大的带宽中使用的多个信道中的、与在所述第1带宽中使用的信道不同的至少一个信道在内的多个信道。
2.根据权利要求1所述的无线通信终端,其特征在于,
所述第1信息是针对能够以所述预定的信道为基础将使用的信道数扩展至指定的带宽而利用的第1无线通信终端的信息,
所述第2信息是针对能够利用所指定的多个信道的第2无线通信终端的信息。
3.根据权利要求2所述的无线通信终端,其特征在于,
所述第2无线通信终端是能够以与所述第1无线通信终端不同的单位独立地利用所述指定的多个信道的装置。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的无线通信终端,其特征在于,
所述控制部发送在第1字段中设定了所述第1信息且在第2字段中设定了所述第2信息的帧。
5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的无线通信终端,其特征在于,
所述控制部经由所述无线通信部发送在第1字段中设定了所述第1信息的第1帧,经由所述无线通信部发送在第2字段中设定了所述第2信息的第2帧。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的无线通信终端,其特征在于,
用所述第2信息指定的所述多个信道至少包括在所述最大的带宽中使用的所有所述信道。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的无线通信终端,其特征在于,
所述第2信息根据所述多个信道的信道编号指定所述多个信道。
8.根据权利要求1至6中的任意一项所述的无线通信终端,其特征在于,
所述第2信息指定从预先决定的信道起在频域上连续的多个信道,包括所述多个信道的信道数或者与对应于所述多个信道的带宽有关的信息。
9.根据权利要求1至6中的任意一项所述的无线通信终端,其特征在于,
所述第2信息指定在频域上连续的多个信道,包括所述连续的多个信道的最小信道编号和最大信道编号。
10.根据权利要求1至6中的任意一项所述的无线通信终端,其特征在于,
所述第2信息指定在频域上连续的多个信道,包括所述连续的多个信道中的最小信道编号或者最大信道编号、以及所述连续的多个信道的信道数或者与对应于所述连续的多个信道的带宽有关的信息。
11.根据权利要求1至6中的任意一项所述的无线通信终端,其特征在于,
所述第2信息指定在频域上连续的多个信道,包括所述多个信道的中心频率、以及所述连续的多个信道的信道数或者与对应于所述连续的多个信道的带宽有关的信息。
12.根据权利要求9至11中的任意一项所述的无线通信终端,其特征在于,
所述连续的多个信道在所述频域中存在于多个分离的部位,所述第2信息针对每个所述部位指定所述连续的多个信道。
13.根据权利要求1至6中的任意一项所述的无线通信终端,其特征在于,
所述第2信息是具有与用所述第1信息表现与用所述第2信息指定的多个信道对应的带宽时的值相同的值的信息。
14.根据权利要求1至6中的任意一项所述的无线通信终端,其特征在于,
所述第2信息包括确定与在所述第1带宽中使用的所有信道不同的其它信道的信息,不包括确定在所述第1带宽中使用的所述信道的信息。
15.根据权利要求1至14中的任意一项所述的无线通信终端,其特征在于,
所述控制部判断是否将所指定的带宽限制为比所述最大的带宽小的所述第1带宽,在决定为限制为所述第1带宽的情况下发送所述第1信息。
16.根据权利要求15所述的无线通信终端,其特征在于,
所述控制部根据在OFDMA通信中使用的带宽或者在系统中使用的带宽与所述最大的带宽的关系,判断能否限制为所述第1带宽。
17.根据权利要求15所述的无线通信终端,其特征在于,
所述控制部根据由用户设定的信息,判断能否限制为所述第1带宽。
18.根据权利要求15所述的无线通信终端,其特征在于,
所述控制部根据在所述无线通信终端中OFDMA通信的功能是否有效,判断能否限制为所述第1带宽。
19.根据权利要求15所述的无线通信终端,其特征在于,
所述控制部根据与由成为所述第1信息的发送目的地的第1无线通信终端使用的带宽对应的信道中的至少一个信道中的信号干扰的测定,判断能否限制为所述第1带宽。
20.根据权利要求15所述的无线通信终端,其特征在于,
所述控制部根据与由成为所述第1信息的发送目的地的第1无线通信终端使用的带宽对应的信道中的至少一个信道的利用频度,判断能否限制为所述第1带宽。
21.根据权利要求15所述的无线通信终端,其特征在于,
所述控制部根据关于与由成为所述第1信息的发送目的地的第1无线通信终端使用的带宽对应的信道中的至少一个信道获得了用于发送OFDMA用的RTS帧的发送权的频度,判断能否限制为所述第1带宽。
22.根据权利要求15所述的无线通信终端,其特征在于,
所述控制部根据关于与由成为所述第1信息的发送目的地的第1无线通信终端使用的带宽对应的信道中的至少一个信道的、针对用于OFDMA而发送的RTS帧的CTS帧的响应的频度或者根据CTS帧的响应利用所述OFDMA发送的帧的发送成功的频度,判断能否限制为所述第1带宽。
23.根据权利要求15所述的无线通信终端,其特征在于,
所述控制部根据成为所述第1信息的发送目的地的第1无线通信终端的台数和成为所述2信息的发送目的地的第2无线通信终端的台数的关系,判断能否限制为所述第1带宽。
24.根据权利要求15所述的无线通信终端,其特征在于,
所述第1信息的发送目的地是能利用的最大的带宽为第3带宽的第3无线通信终端和能利用的最大的带宽为比所述第3带宽大的第4带宽的第4无线通信终端,
所述控制部根据所述第4无线通信终端的台数和所述第2无线通信终端的台数的关系,判断能否限制为所述第1带宽。
25.根据权利要求15至24中的任意一项所述的无线通信终端,其特征在于,
所述控制部在判断为不限制为所述第1带宽的情况下,经由所述无线通信部发送指定如下带宽的第3信息,该带宽大于所述第1带宽且小于等于所述最大的带宽。
26.根据权利要求1至25中的任意一项所述的无线通信终端,其特征在于,
所述无线通信终端作为无线通信基站工作。
27.根据权利要求1至26中的任意一项所述的无线通信终端,其特征在于,
所述无线通信终端依照IEEE802.11标准进行通信。
28.根据权利要求27所述的无线通信终端,其特征在于,
成为所述第1信息的发送目的地的第1无线通信终端是应对IEEE802.11ac或者IEEE802.11n的无线通信终端。
29.一种无线通信终端,其中,具备:
至少一个天线;
无线通信部,经由所述天线发送接收信息;以及
控制部,经由所述无线通信部接收第1信息,经由所述无线通信部接收第2信息,所述第1信息指定比能够以预定的信道为基础扩展而利用的最大的带宽小的带宽,所述第2信息指定包括在所述最大的带宽中使用的多个信道中的、与在所述第1带宽中使用的信道不同的至少一个信道在内的多个信道,
所述控制部至少根据所述第2信息,确定所使用的多个信道。
30.根据权利要求29所述的无线通信终端,其特征在于,
所述无线通信终端依照IEEE802.11标准进行通信。
31.一种无线通信终端,其中,具备:
至少一个天线;
无线通信部,经由所述天线发送接收信息;以及
控制部,在对其它终端指定了比能够以预定的信道为基础扩展而利用的最大的带宽小的第1带宽的情况下,经由所述无线通信部接收指定包括在所述最大的带宽中使用的多个信道中的、与在所述第1带宽中使用的信道不同的至少一个信道在内的多个信道的信息,
所述控制部根据所述信息,确定所使用的多个信道。
32.根据权利要求31所述的无线通信终端,其特征在于,
所述控制部经由所述无线通信部接收包括指定所述多个信道的所述信息和针对所述其它终端指定所述第1带宽的信息的帧,根据所述帧确定指定所述多个信道的所述信息,根据所确定的信息,确定所述使用的多个信道。
33.根据权利要求31或者32所述的无线通信终端,其特征在于,
所述无线通信终端依照IEEE802.11标准进行通信。
34.一种无线通信方法,是由无线通信终端进行的无线通信方法,其中,具备:
发送指定比能够以预定的信道为基础扩展而利用的最大的带宽小的第1带宽的第1信息的步骤;以及
发送指定包括在所述最大的带宽中使用的多个信道中的、与在所述第1带宽中使用的信道不同的至少一个信道在内的多个信道的第2信息的步骤。
35.一种无线通信方法,是由无线通信终端进行的无线通信方法,其中,具备:
在对其它终端指定了比能够以预定的信道为基础扩展而利用的最大的带宽小的第1带宽的情况下,接收指定包括在所述最大的带宽中使用的多个信道中的、与在所述第1带宽中使用的信道不同的至少一个信道在内的多个信道的信息的步骤;以及
根据所述信息,确定在所述无线通信终端中使用的多个信道的步骤。
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