CN116600412A - 无线通信装置以及无线通信方法 - Google Patents
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Abstract
问题能够提高传输效率。解决方法一种与基站装置和其他无线通信装置进行通信的无线通信装置具备接收部,用于接收无线帧;发送部,用于发送无线帧;以及控制部,用于控制无线帧的收发,所述接收部接收无线帧,对所述接收到的无线帧的PHY报头进行解调,当包含在正在接收的PHY报头中用于识别无线系统的第一信息表示该无线通信装置所属的无线系统时,并在满足预定条件的情况下,发送无线帧以收入所述正在接收的PHY报头的NAV中。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信装置以及通信方法。
背景技术
IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.:电气与电子工程师协会)不断致力于更新作为无线LAN标准的IEEE802.11规范,以提高无线LAN(Local Area Network:局域网)通信的速度和频率利用效率。在无线LAN中,能够使用无需国家/地区许可(授权)即可使用的公共频段进行无线通信。在面向家庭等个人用途中,可以通过在用于连接到与互联网等相连的WAN(Wide Area Network:广域网)线路的线路终端装置中包含无线LAN接入点功能,或者将无线LAN接入点装置(AP)连接到线路终端装置等,实现了从住宅内无线接入互联网。即,智能手机或PC等的无线LAN站点装置(STA)能够连接到无线LAN接入点装置并接入互联网。
2021年2月,完成了IEEE802.11ax的规范的制定,作为Wi-Fi6(注册商标,对于Wi-Fi Alliance认证的IEEE-802.11ax适用品的称呼)的对应产品,符合规范的无线LAN设备、搭载了所述无线LAN设备的智能手机和PC(Personal Computer:个人计算机)等通讯设备问世了。并且,当前,作为IEEE802.11ax的后续标准,开始了IEEE802.11be的标准化活动。随着无线LAN设备的快速普及,在IEEE802.11be标准化中,在无线LAN设备的过密配置环境下对每位用户的吞吐量的进一步提高进行了研究。
在IEEE802.11n以后的标准中,作为通过减少开销的吞吐量高速化技术引入了帧聚合结构。帧聚合大致分为A-MSDU(Aggregated MAC Service Data Unit:聚合MAC服务数据单元)和A-MPDU(Aggregated MAC Protocol Data Unit:聚合MAC协议数据单元)。帧聚合使一次发送大量数据成为可能,并提高了传输效率,但却提高了传输错误的可能性。因此,在IEEE802.11ax以后的标准中,作为吞吐量高速化的主要元素技术,除了通过帧聚合提高传输效率之外,还期望对各个MPDU进行有效的差错控制。此外,还引入了用于增加OFDMA和inter-BSS spatial reuse(BSS之间空间复用)的TXOP的结构,有望提高传输效率。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:IEEE 802.11-20/1046-08-0be、July.2020
发明内容
发明要解决的问题
随着无线LAN设备的普及,城市中正在使用无线LAN设备的区域不断扩大,根据场所的不同,周边地区使用了二进制的无线LAN设备。在这种过密环境中流量增加了的情况下,在执行IEEE802.11标准中使用的基于CSMA(Carrier Sense Multiple Access:载波侦听多路访问)的无线介质接入时,由于发生冲突和暴露终端,能够确保TXOP的时间减少,从而导致传输效率下降。IEEE802.11ax的标准中,采用了Inter-BSS spatial reuse技术部分缓解了该问题,但并不充分。
本发明是鉴于上述问题而完成的,公开了一种通信装置以及通信方法,其中通过在同一无线系统(BSS)内实现spatial reuse operation(空间复用操作),可以增加能够确保TXOP的机会并提高传输效率。
技术方案
为了解决上文所述问题,本发明的通信装置和通信方法如下。
(1)即,本发明的一个方案的通信装置是一种与基站装置和其他无线通信装置进行通信的无线通信装置,具备接收部,用于接收无线帧;发送部,用于发送无线帧;以及控制部,用于控制无线帧的收发,所述接收部接收无线帧,将所述接收到的无线帧的PHY报头进行解调,当包含在正在接收的PHY报头中用于识别无线系统的第一信息表示该无线通信装置所属的无线系统时,并且当包含在所述正在接收的PHY报头中的第二信息为特定信息时,发送无线帧以收入所述正在接收的PHY报头的NAV中。
(2)此外,本发明的另一个方案的通信装置,其中当所述第二信息是表示扇区的信息,并且所述第二信息不表示该无线通信装置所属的扇区时,发送所述无线帧。
(3)此外,本发明的另一个方案的通信装置,其中当所述第二信息是表示是否是对基站装置的通信的信息,并且所述第二信息表示是对基站装置的通信时,发送所述无线帧。
(4)此外,本发明的另一个方案的通信装置,其中当所述第二信息是识别目的地的无线通信装置的信息,并且所述第二信息未表示所述要发送的无线帧的目的地时,发送所述无线帧。
(5)此外,本发明的另一个方案的通信装置,其特征在于,当所述第二信息是表示是否是直接链路的信息,并且所述第二信息表示直接链路时,发送所述无线帧。
(6)此外,本发明的另一个方案的通信方法,其中接收无线帧,将所述接收到的无线帧的PHY报头进行解调,当包含在正在接收的PHY报头中的用于识别无线系统的第一信息表示该无线通信装置所属的无线系统时,并且当包含在所述正在接收的PHY报头中的第二信息为特定信息时,发送无线帧以收入所述正在接收的PHY报头的NAV中。
有益效果
根据本发明,在使用符合IEEE802.11标准的无线通信装置进行通信时,能够有助于提高通信效率。
附图说明
图1是表示本发明的一个方案的无线资源的分割例的概要图。
图2是表示本发明的一个方案的帧结构的一个示例的图。
图3是表示本发明的一个方案的帧结构的一个示例的图。
图4是表示本发明的一个方案的通信的一个示例的图。
图5是表示本发明的一个方案的通信系统的一个构成例的图。
图6是表示本发明的一个方案的无线通信装置的一个构成例的框图。
图7是表示本发明的一个方案的无线通信装置的一个构成例的框图。
图8是本发明的一个方案的无线帧发送的概要图。
图9是表示本发明的一个方案的帧格式的一个示例的概要图。
图10是本发明的一个方案的无线帧发送的概要图。
图11是本发明的一个方案的扇区运用的概要图。
图12是本发明的一个方案的无线帧发送的概要图。
图13是本发明的一个方案的无线通信装置之间的消息流程图。
图14是本发明的一个方案的时序图。
具体实施方式
本实施方式的通信系统具备接入点装置(也称为基站装置)以及多个站点装置(也称为终端装置)。此外,将由接入点装置和站点装置构成的通信系统和网络称为基础服务集(BSS:Basic service set、管理范围、小区)。此外,本实施方式的站点装置可以具备接入点装置的功能。同样地,本实施方式的接入点装置可以具备站点装置(终端装置、无线通信装置)的功能。因此,以下,在仅提及通信装置的情况下,该通信装置可以表示站点装置和接入点装置两者。此外,接入点装置可以与其他接入点装置进行通信。
BSS中的基站装置以及终端装置分别基于CSMA/CA(Carrier sense multipleaccess with collision avoidance:带冲突避免的载波侦听多点接入)进行通信。在本实施方式中,以基站装置与多个终端装置进行通信的基础模式为对象,但本实施方式的方法也可以以终端装置之间直接进行通信的点对点模式来执行。在点对点模式下,终端装置代替基站装置,形成BSS。点对点模式下的BSS也称为IBSS(Independent Basic Service Set:独立基本服务集)。以下,也可以将在点对点模式下形成IBSS的终端装置视为基站装置。本实施方式的方法也可以通过终端装置之间直接进行通信的P2P(Peer to Peer)通信来执行。P2P通信的执行方法之一,有TDLS(Tunneled Direct Link Setup:通道直接链路建立)。在TDLS中,在与基站装置连接的终端装置之间通过的业务在终端装置之间直接收发,而不经由基站装置。本实施方式的方法也可以通过WiFi Direct(注册商标)来执行。在WiFiDirect中,终端装置代替基站装置形成Group。以下,也可以将在WiFi Direct中形成Group的Group owner的终端装置视为基站装置。
在IEEE802.11系统中,各装置能够发送具有共用帧格式的多个帧类型的发送帧。发送帧分别由物理(Physical:PHY)层、媒体接入控制(Medium access control:MAC)层以及逻辑链路控制(LLC:Logical Link Control)层来定义。所述物理层也称为PHY层,所述MAC层也称为MAC层。
PHY层的发送帧称为物理协议数据单元(PPDU:PHY protocol data unit、物理层帧)。PPDU由物理层报头(PHY报头)和物理服务数据单元(PSDU:PHY service data unit、MAC层帧)等构成,该物理层报头包含用于在物理层中进行信号处理的报头信息等,该物理服务数据单元是在物理层中进行处理的数据单元。PSDU可以由聚合MPDU(A-MPDU:Aggregated MPDU)构成,该聚合MPDU聚合了多个作为无线区段中的重传单位的MAC协议数据单元(MPDU:MAC protocol data unit)。
PHY报头包含参考信号和控制信号,该参考信号有用于信号的检测/同步等的短训练字段(STF:Short training field)和用于获取数据解调用的信道信息的长训练字段(LTF:Long training field)等,该控制信号有包含用于数据解调的控制信息的信号(Signal:SIG)等。此外,STF依据相应的标准,分为传统STF(L-STF:Legacy-STF)、高吞吐量STF(HT-STF:High throughput-STF)、超高吞吐量STF(VHT-STF:Very high throughput-STF)、高效率STF(HE-STF:High efficiency-STF)、超高吞吐量STF(EHT-STF:Extreme HighThroughput-STF)等,LTF和SIG也同样分为L-LTF、HT-LTF、VHT-LTF、HE-LTF、L-SIG、HT-SIG、VHT-SIG、HE-SIG以及EHT-SIG。VHT-SIG进一步分为VHT-SIG-A1、VHT-SIG-A2以及VHT-SIG-B。同样地,HE-SIG分为HE-SIG-A1至4和HE-SIG-B。此外,假设在同一标准中进行了技术更新,则可以包含Universal SIGNAL(U-SIG:通用信号)字段,该字段包含附加的控制信息。
进一步,PHY报头可以包含识别该发送帧的发送源的BSS的信息(以下,也称为BSS识别信息)。识别BSS的信息可以是例如该BSS的SSID(Service Set Identifier:服务集标识符)和该BSS的基站装置的MAC地址。此外,识别BSS的信息可以是SSID和MAC地址以外的BSS特有的值(例如,BSS Color等)。
PPDU依据对应的标准来调制。例如,如果为IEEE802.11n标准,则调制为正交频分复用(OFDM:Orthogonal frequency division multiplexing)信号。
MPDU由MAC层报头(MAC header)和帧检查部(Frame check sequence:FCS)构成,该MAC层报头包含用于在MAC层中进行信号处理的报头信息等,该帧检查部用于检查在MAC层中进行处理的数据单元即MAC服务数据单元(MSDU:MAC service data unit)或者帧体以及帧中是否有错误。此外,可以将多个MSDU聚合为聚合MSDU(A-MSDU:Aggregated MSDU)。
MAC层的发送帧的帧类型分为三大类:管理帧,用于管理装置之间的连接状态等;控制帧,用于管理装置之间的通信状态;以及数据帧,包含实际的发送数据,各类型的帧可以进一步分为多种子帧类型。控制帧包括接收完成通知(Ack:Acknowledge)帧、发送请求(RTS:Request to send)帧、接收准备完成(CTS:Clear to send)帧等。管理帧包括信标(Beacon)帧、探测请求(Probe request)帧、探测响应(Probe response)帧、认证(Authentication)帧、连接请求(Association request)帧、连接响应(Associationresponse)帧等。数据帧包括数据(Data)帧、轮询(CF-poll)帧等。各装置能够通过读取MAC报头中包含的帧控制字段的内容来把握接收到的帧的帧类型以及子帧类型。
需要说明的是,在Ack中也可以包含Block Ack。Block Ack能够执行针对多个MPDU的接收完成通知。此外,Ack可以包含Multi STA Block Ack(M-BA),该M-BA包含对于多个通信装置的接收完成通知。
在信标帧中包含记载了发送信标的周期(Beacon interval)和SSID的字段(Field)。基站装置能够周期性地向BSS内广播信标帧,终端装置能够通过接收信标帧来把握终端装置周围的基站装置。将终端装置基于由基站装置广播的信标帧来把握基站装置的情况称为被动扫描(Passive scanning)。另一方面,将终端装置通过向BBS内广播探测请求帧来探查基站装置的情况称为主动扫描(Active scanning)。基站装置能够发送探测响应帧来作为对该探测请求帧的响应,该探测响应帧的记载内容与信标帧相同。
终端装置在识别了基站装置之后,对该基站装置进行连接处理。连接处理分类为认证(Authentication)过程和连接(Association)过程。终端装置对希望连接的基站装置发送认证帧(认证请求)。基站装置在接收认证帧时,向该终端装置发送包含状态码的认证帧(认证响应),该状态码表示能否对该终端装置进行认证等。终端装置能够通过读取该认证帧中所记载的状态码来判断本装置是否被该基站装置允许认证。需要说明的是,基站装置和终端装置能够多次互换认证帧。
终端装置继认证过程之后,为了对基站装置进行连接过程,发送连接请求帧。基站装置在接收连接请求帧时,判断是否允许该终端装置的连接,并发送连接响应帧以便通知该消息。在连接响应帧中除了表示能否进行连接处理的状态码之外,还记载了用于识别终端装置的关联标识符(AID:Association identifier)。基站装置能够通过在发出允许连接的终端装置上分别设置不同的AID来管理多个终端装置。
基站装置和终端装置进行了连接处理之后,再进行实际的数据传输。在IEEE802.11系统中,定义了分布式控制功能(DCF:Distributed Coordination Function)、点协调功能(PCF:Point Coordination Function)、以及其扩展功能(增强型分布式信道接入(EDCA:Enhanced distributed channel access)、混合协调功能(HCF:Hybridcoordination function)等。以下,以基站装置通过DCF向终端装置发送信号的情况为例进行说明,但通过DCF从终端装置向基站装置发送信号的情况也是相同的。
在DCF中,基站装置和终端装置在通信之前,进行用于确认本装置周围的无线信道的使用状况的载波侦听(CS:Carrier sense)。例如,作为发送站的基站装置在通过该无线信道接收比预定的空闲信道评估等级(CCA等级:Clear channel assessment level)高的信号的情况下,延迟该无线信道中的发送帧的发送。以下,在该无线信道中,将检测CCA等级以上的信号的状态称为忙碌(Busy)状态,将不检测CCA等级以上的信号的状态称为空闲(Idle)状态。由此,将各装置基于实际接收到的信号的功率(接收功率等级)进行的CS称为物理载波侦听(物理CS)。需要说明的是,CCA等级也称为载波侦听等级(CS level)或CCA阈值(CCA threshold:CCAT)。需要说明的是,基站装置和终端装置在检测到了CCA等级以上的信号的情况下,至少进入解调PHY层的信号的操作。
基站装置以依据种类的帧间隔(IFS:Inter frame space)对要发送的发送帧进行载波侦听,并判断无线信道是是忙碌状态还是空闲状态。基站装置进行载波侦听的时段根据基站装置即将发送的发送帧的帧类型和子帧类型而不同。在IEEE802.11系统中,定义了时段不同的多个IFS,具有短帧间隔(SIFS:Short IFS),用于付与了最高优先级的发送帧;轮询用帧间隔(PCF IFS:PIFS),用于优先级比较高的发送帧;分布式控制用帧间隔(DCFIFS:DIFS),用于优先级最低的发送帧等。在基站装置通过DCF发送数据帧的情况下,基站装置使用DIFS。
基站装置待机DIFS后,进一步待机用于防止帧冲突的随机退避(random backoff)时间。在IEEE802.11系统中,使用称为竞争窗口(CW:Contention window)的随机退避时间。在CSMA/CA中,某个发送站所发送的发送帧以在没有来自其他发送站的干扰的状态下由接收站接收为前提。因此,当发送站之间以相同定时发送了发送帧时,帧之间发生冲突,接收站无法准确地进行接收。因此,各发送站在发送开始前,通过待机随机设置的时间来避免帧的冲突。当通过载波侦听判断出无线信道为空闲状态时,基站装置能够开始CW的倒计时,CW变为0并初次获取发送权,并向终端装置发送发送帧。需要说明的是,在CW的倒计时中基站装置通过载波侦听将无线信道判断为忙碌状态的情况下,停止CW的倒计时。然后,在无线信道变为空闲状态的情况下,基站装置接着之前的IFS,重新开始剩余CW的倒计时。
接着,对帧接收的详细情况进行说明。作为接收站的终端装置接收发送帧,读取该发送帧的PHY报头,解调接收到的发送帧。然后,终端装置能够通过读取解调了的信号的MAC报头,识别出该发送帧是否以本装置为目的地。需要说明的是,终端装置也能够基于PHY报头中记载的信息(例如,记载于VHT-SIG-A的组标识符(GID:Group identifier))来判断该发送帧的目的地。
终端装置在判断出接收到的发送帧以本装置为目的地,然后能够无误地解调发送帧的情况下,必须将表示能够准确接收了帧的ACK帧发送至作为发送站的基站装置。ACK帧是在SIFS时段的待机(不考虑随机退避时间)发送的优先级最高的发送帧之一。基站装置随着接收由终端装置发送的ACK帧而结束一系列的通信。需要说明的是,在终端装置无法准确地接收帧的情况下,终端装置不发送ACK。因此,基站装置在帧发送后的一定时段(SIFS+ACK帧长)内未接收到来自接收站的ACK帧的情况下,认为通信失败而结束通信。由此,IEEE802.11系统的一次通信(也称为突发)的结束除了发送信标帧等广播信号的情况和使用分割发送数据的分片(fragmentation)的情况等特殊情况之外,必须通过是否接收了ACK帧来判断。
终端装置在判断为接收到的发送帧不以本装置为目的地的情况下,基于PHY报头等中记载的该发送帧的长度(Length)来设置网络分配向量(NAV:Network allocationvector)。终端装置在设置为NAV的时段不尝试通信。即,终端装置在设置为NAV的时段进行与通过物理CS判断出无线信道处于忙碌状态的情况相同的操作,因此基于NAV的通信控制也称为虚拟载波侦听(虚拟CS)。NAV除了基于PHY报头中记载的信息来设置以外,还通过为了消除隐藏终端问题而引入的发送请求(RTS:Request to send)帧、接收准备结束(CTS:Clear to send)帧来设置。
各装置进行载波侦听,相对于自主地获取发送权的DCF,PCF中称为点协调器(PC:Point coordinator)的控制站控制BSS内各装置的发送权。通常,基站装置为PC,获取BSS内终端装置的发送权。
使用PCF的通信周期包括非竞争周期(CFP:Contention free period)和竞争周期(CP:Contention period)。在CP内,基于前述DCF来进行通信,在CFP内PC控制发送权。作为PC的基站装置在PCF通信之前向BSS内广播记载了CFP时段(CFP Max duration)等的信标帧。需要说明的是,在PCF的发送开始时广播的信标帧的发送中使用PIFS,并在不等待CW的情况下发送。接收到该信标帧的终端装置将该信标帧中记载的CFP时段设置为NAV。之后,直至NAV经过或接收到向BSS内广播CFP的结束信号(例如,包含CF-end的数据帧)为止,仅在接收到由PC发送的通知获取发送权的信号(例如,包含CF-poll的数据帧)的情况下,终端装置才能够获取发送权。需要说明的是,在CFP时段内,在同一BSS内的帧不发生冲突,因此各终端装置不考虑DCF中使用的随机退避时间。
无线介质能够分割为多个资源单元(Resource unit:RU)。图1是表示无线介质的分割状态的一个示例的概要图。例如,在资源分割例1中,无线通信装置能够将作为无线介质的频率资源(子载波)分为九个RU。同样地,在资源分割例2中,无线通信装置能够将作为无线介质的子载波分为五个RU。当然,图1所示的资源分割例仅为一个示例,例如,多个RU也可以分别由不同的子载波数构成。此外,在分割为RU的无线介质中,不仅能够包含频率资源,还能够包含空间资源。无线通信装置(例如,接入点装置)能够通过在各RU配置不同的以终端装置为目的地的帧,向多个终端装置(例如,多个站点装置)同时发送帧。接入点装置能够将表示无线介质的分割状态的信息(Resource allocation information)作为共用控制信息,记载于本装置所发送的帧的PHY报头中。进一步,接入点装置能够将表示配置了以各站点装置为目的地的帧的RU的信息(resource unit assignment information:资源单元分配信息)作为特有控制信息,记载于本装置所发送的帧的PHY报头中。
此外,多个终端装置(例如,多个站点装置)通过将帧分别配置于分配的RU并发送,能够同时发送帧。多个站点装置能够在接收到了包含由接入点装置发送的触发信息的帧(Trigger frame:TF)之后,并在待机规定的时段后,进行帧发送。各站点装置能够基于该TF中记载的信息来掌握分配给本装置的RU。此外,各站点装置能够通过以该TF为基准的随机接入获取RU。
接入点装置能够同时将多个RU分配给一个站点装置。该多个RU既可以由连续的子载波构成,也可以由不连续的子载波构成。接入点装置使用分配给一个站点装置的多个RU,既可以发送一个帧,也可以将多个帧分别分配给不同的RU并发送。该多个帧中的至少一个可以是包含发送Resource allocation information(资源分配信息)的多个终端装置共用的控制信息的帧。
一个站点装置能够通过接入点装置分配多个RU。站点装置能够使用分配的多个RU来发送一个帧。此外,站点装置能够使用分配的多个RU,将多个帧分别分配给不同的RU并发送。该多个帧可以分别是不同的帧类型的帧。
接入点装置也能够将多个AID分配给一个站点装置。接入点装置能够对分配给一个站点装置的多个AID,分别分配RU。接入点装置能够对分配给一个站点装置的多个AID,使用分别分配的RU,分别发送不同的帧。该不同的帧可以分别是不同的帧类型的帧。
一个站点装置能够通过接入点装置分配多个AID。一个站点装置能够对分配的多个AID分别分配RU。一个站点装置能够将分别向分配给本装置的多个AID分别分配的RU全部识别为分配给本装置的RU,并使用该分配的多个RU发送一个帧。此外,一个站点装置能够使用该分配的多个RU来发送多个帧。此时,在该多个帧中能够记载表示与分别分配的RU相关联的AID的信息并发送。接入点装置能够对分配给一个站点装置的多个AID,使用分别分配的RU,分别发送不同的帧。该不同的帧可以是不同的帧类型的帧。
以下,也将基站装置、终端装置统称为无线通信装置或者通信装置。此外,也将某个无线通信装置与其他无线通信装置进行通信时互换的信息称为数据(data)。即,无线通信装置包括基站装置以及终端装置。
无线通信装置具备用于发送PPDU的功能和用于接收PPDU的功能中的一个或两个。图2是表示无线通信装置所发送的PPDU结构的一个示例的图。与IEEE802.11 a/b/g标准对应的PPDU构成为包含L-STF、L-LTF、L-SIG以及Data帧(MAC Frame、MAC帧、有效载荷、数据部、数据、信息位等)。与IEEE802.11n标准对应的PPDU构成为包含L-STF、L-LTF、L-SIG、HT-SIG、HT-STF、HT-LTF以及Data帧。与IEEE802.11ac标准对应的PPDU构成为包含L-STF、L-LTF、L-SIG、VHT-SIG-A、VHT-STF、VHT-LTF、VHT-SIG-B以及MAC帧中的一部分或全部。IEEE802.11ax标准中的PPDU构成为包含L-STF、L-LTF、L-SIG、L-SIG在时间上重复的RL-SIG、HE-SIG-A、HE-STF、HE-LTF、HE-SIG-B以及Data帧中的一部分或全部。在IEEE802.11be标准中研究的PPDU构成为包含L-STF、L-LTF、L-SIG、RL-SIG、U-SIG、EHT-SIG、EHT-STF、EHT-LTF以及Data帧中的一部分或全部。
由图2中的虚线包围的L-STF、L-LTF以及L-SIG是IEEE802.11标准中共同使用的构成(以下,也将L-STF、L-LTF以及L-SIG统称为L-报头)。例如与IEEE802.11a/b/g标准对应的无线通信装置能够适当地接收与IEEE802.11n/ac标准对应的PPDU内的L-报头。与IEEE802.11a/b/g标准对应的无线通信装置能够将与IEEE802.11n/ac标准对应的PPDU视为与IEEE802.11a/b/g标准对应的PPDU并接收。
但是,与IEEE802.11a/b/g标准对应的无线通信装置继L-报头之后,无法解调与IEEE802.11n/ac标准对应的PPDU,因此无法解调与用于发送地址(TA:TransmitterAddress)、接收地址(RA:Receiver Address)、NAV设置的Duration/ID字段相关的信息。
作为用于与IEEE802.11a/b/g标准对应的无线通信装置适当地设置NAV(或者在规定的时段进行接收操作)的方法,IEEE802.11规定将Duration信息插入L-SIG的方法。与L-SIG内的传输速度相关的信息(RATE field、L-RATE field、L-RATE、L_DATARATE、L_DATARATE field)、与传输时段相关的信息(LENGTH field、L_LENGTH field、L_LENGTH)用于与IEEE802.11a/b/g标准对应的无线通信装置适当地设置NAV。
图3是表示插入L-SIG的Duration信息的方法的一个示例的图。在图3中,作为一个示例,示出了与IEEE802.11ac标准对应的PPDU结构,但PPDU结构不仅限于此。可以是与IEEE802.11n标准对应的PPDU结构以及与IEEE 802.11ax标准对应的PPDU结构。TXTIME具有与PPDU的长度相关的信息,aPreambleLength具有与前导码(L-STF+L-LTF)的长度相关的信息,aPLCPHeaderLength具有与PLCP报头(L-SIG)的长度相关的信息。L_LENGTH基于IEEE802.11标准兼容而设置的虚拟时段Signal Extension(信号扩展)、与L_RATE相关的Nops、与一个符号(symbol、OFDM symbol等)的时段相关的信息aSymbolLength即、表示PLCPService field(PLCP服务字段)包含的位数的aPLCPServiceLength、表示卷积码的尾位数的aPLCPConvolutionalTailLength来计算。无线通信装置能够计算出L_LENGTH,并插入L-SIG。此外,无线通信装置能够计算出L-SIG Duration。L-SIG Duration表示与时段相关的信息,该时段合计了包含L_LENGTH的PPDU和期望作为其响应而由目的地的无线通信装置发送的Ack以及SIFS的时段。
图9表示MAC Frame的格式的示例。其中,MAC Frame是指图2中的Data帧(MACFrame、MAC帧、有效载荷、数据部、数据、信息位等)和图3中的MAC Frame。MAC Frame包含Frame Control(帧控制)、Duration/ID、Address1(地址1)、Address2、Address3、SequenceControl(顺序控制)、Addess4、QoS Control(服务质量控制)、HT Control、Frame Body(帧体)、FCS。
图4是表示L-SIG TXOP Protection中的L-SIG Duration的一个示例的图。DATA(帧、有效载荷、数据等)由MAC帧和PLCP报头中的一个或两个构成。此外,BA是Block Ack或Ack。PPDU包含L-STF、L-LTF、L-SIG,还能够构成为包含DATA、BA、RTS或CTS中的任一个或任意多个。在图4所示的一个示例中,表示使用了RTS/CTS的L-SIG TXOP Protection,但也可以使用CTS-to-Self。其中,MAC Duration是由Duration/ID field的值表示的时段。此外,Initiator可以发送CF_End帧来通知L-SIG TXOP Protection时段的结束。
接着,对根据无线通信装置所接收的帧识别BSS的方法进行说明。无线通信装置为了根据接收的帧识别BSS,优选发送PPDU的无线通信装置将用于识别BSS的信息(BSScolor、BSS识别信息、BSS特有值)插入该PPDU,可以在HE-SIG-A中记载表示BSS color的信息。
无线通信装置能够多次发送L-SIG(L-SIG Repetition)。例如,接收侧的无线通信装置通过使用MRC(Maximum Ratio Combining:最大比合并)来接收多次发送的L-SIG,来提高L-SIG的解调精度。进一步,无线通信装置在通过MRC准确地接收到了L-SIG的情况下,包含该L-SIG的PPDU能够解释为与IEEE802.11ax标准对应的PPDU。
无线通信装置在PPDU的接收操作中也能够进行该PPDU以外的PPDU的一部分(例如,由IEEE802.11规定的前导码、L-STF、L-LTF、PLCP报头等)的接收操作(也称为双重接收操作)。无线通信装置在PPDU的接收操作中检测到了该PPDU以外的PPDU的一部分的情况下,能够更新与目的地地址、发送源地址、PPDU或者DATA时段相关的信息的一部分或全部。
Ack和BA也可以被称为响应(响应帧)。此外,可以将探测响应、认证响应、连接响应称为响应。
[1.第一实施方式]
图5是表示本实施方式的无线通信系统的一个示例的图。无线通信系统3-1具备无线通信装置1-1和无线通信装置2-1至2-3。需要说明的是,也将无线通信装置1-1称为基站装置1-1,将无线通信装置2-1至2-3称为终端装置2-1至2-3。此外,将无线通信装置2-1至2-3和终端装置2-1至2-3作为与无线通信装置1-1连接的装置,也称为无线通信装置2A和终端装置2A。无线通信装置1-1与无线通信装置2A无线连接,并处于能够相互进行PPDU收发的状态。此外,本实施方式的无线通信系统除了无线通信系统3-1以外,还可以具备无线通信系统3-2。无线通信系统3-2具备无线通信装置1-2和无线通信装置2-4至2-6。需要说明的是,也将无线通信装置1-2称为基站装置1-2,将无线通信装置2-4至2-6称为终端装置2-4至2-6。此外,将无线通信装置2-4至2-6和终端装置2-4至2-6作为与无线通信装置1-2连接的装置,也称为无线通信装置2B和终端装置2B。无线通信系统3-1和无线通信系统3-2形成不同的BSS,但这并不一定意味着ESS(Extended Service Set:扩展服务集)不同。ESS表示形成LAN(Local Area Network)的服务集。即,从上层来看,属于相同的ESS的无线通信装置可以视为属于相同的网络。此外,BSS通过DS(Distribution System)组合形成ESS。需要说明的是,无线通信系统3-1、3-2还可以分别具备多个无线通信装置。
在图5中,在以下的说明中,无线通信装置2A所发送的信号到达无线通信装置1-1和无线通信装置2B,但未到达无线通信装置1-2。即,当无线通信装置2A使用某个信道发送信号时,无线通信装置1-1和无线通信装置2B将该信道判断为忙碌状态,而无线通信装置1-2将该信道判断为空闲状态。此外,无线通信装置2B发送的信号到达无线通信装置1-2和无线通信装置2A,但未到达无线通信装置1-1。即,当无线通信装置2B使用某个信道发送信号时,无线通信装置1-2和无线通信装置2A将该信道判断为忙碌状态,但无线通信装置1-1将该信道判断为空闲状态。
图6是表示无线通信装置1-1、1-2、2A以及2B(以下,也统称为无线通信装置10-1或站点装置10-1或简称为站点装置)的装置构成的一个示例的图。无线通信装置10-1构成为包含上层部(上层处理步骤)10001-1、自主分布式控制部(自主分布式控制步骤)10002-1、发送部(发送步骤)10003-1、接收部(接收步骤)10004-1以及天线部10005-1。
上层部10001-1对于在本无线通信装置中处理的信息(与发送帧相关的信息和MIB(Management Information Base:管理信息库)等)以及从其他无线通信装置接收到的帧,处理比物理层更高的层,例如MAC层和LLC层的信息。
上层部10001-1能够向自主分布式控制部10002-1通知与发送到无线介质的帧和业务相关的信息。与帧和业务有关的信息可以是例如信标等管理帧中包含的控制信息,也可以是其他无线通信装置上报给以无线通信装置为目的地的测量信息。进一步,目的地不受限制(可以是以本装置为目的地,可以是以其他装置为目的地,也可以是广播或多播),可以是管理帧和控制帧中包含的控制信息。
图7是表示自主分布式控制部10002-1的装置构成的一个示例的图。自主分布式控制部10002-1也称为控制部10002-1,但构成为包含CCA部(CCA步骤)10002a-1、退避部(退避步骤)10002b-1以及发送判断部(发送判断步骤)10002c-1。
CCA部10002a-1可以使用与从接收部1004-1通知的并经由无线资源接收的接收信号功率相关的信息和与接收信号相关的信息(包括解码后的信息)中的一个或两个,来进行该无线资源状态判断(包括busy或idle的判断)。CCA部10002a-1能够将该无线资源的状态判断信息通知给退避部10002b-1和发送判断部10002c-1。
退避部10002b-1能够使用无线资源的状态判断信息来进行退避。退避部10002b-1生成CW,并具有倒计时功能。例如,在无线资源的状态判断信息表示空闲状态的情况下,能够执行CW的倒计时,在无线资源的状态判断信息表示忙碌状态的情况下,能够停止CW的倒计时。退避部10002b-1能够将CW的值通知给发送判断部10002c-1。
发送判断部10002c-1使用无线资源的状态判断信息或CW值中的任一个或两个来进行发送判断。例如,当无线资源的状态判断信息表示idle,且CW的值为0时,能够将发送判断信息通知给发送部10003-1。此外,在无线资源的状态判断信息表示idle的情况下,能够将发送判断信息通知给发送部10003-1。
发送部10003-1构成为包含物理层帧生成部(物理层帧生成步骤)10003a-1和无线发送部(无线发送步骤)10003b-1。需要说明的是,物理层帧生成部(物理层帧生成步骤)可以称为帧生成部(帧生成步骤)。物理层帧生成部10003a-1具有基于从发送判断部10002c-1通知的发送判断信息来生成物理层帧(以下,也称为PPDU)的功能。物理层帧生成部10003a-1包含编码部,该编码部对从上层接收到的数据进行纠错编码处理以生成编码块。此外,物理层帧生成部10003a-1还具有执行调制、预记录过滤乘法计算等的功能。物理层帧生成部10003a-1将生成的物理层帧发送至无线发送部10003b-1。
此外,物理层帧生成部10003a-1所生成的帧包含对作为目的地终端的无线通信装置指示帧发送的触发帧。该触发帧包含表示指示了帧发送的无线通信装置发送帧时所使用的RU的信息。
无线发送部10003b-1将物理层帧生成部10003a-1所生成的物理层帧转换为无线频段(RF:Radio Frequency)的信号,并生成射频信号。无线发送部10003b-1进行的处理包括数字/模拟转换、滤波、从基带向RF带的频率转换等。
接收部10004-1构成为包含无线接收部(无线接收步骤)10004a-1和信号解调部(信号解调步骤)10004b-1。接收部10004-1根据天线部10005-1所接收的RF带的信号生成与接收信号功率相关的信息。接收部10004-1能够将与接收信号功率相关的信息和与接收信号相关的信息通知给CCA部10002a-1。
无线接收部10004a-1具有将天线部10005-1接收的RF带的信号转换为基带信号,并生成物理层信号(例如,物理层帧)的功能。无线接收部10004a-1进行的处理包括从RF带向基带的频率转换处理、滤波、模拟/数字转换。
信号解调部10004b-1具有解调无线接收部10004a-1所生成的物理层信号的功能。信号解调部10004b-1进行的处理包括信道均衡、解映射、纠错编码等。信号解调部10004b-1能够从物理层信号中提取例如PHY报头所包含的信息、MAC报头所包含的信息以及发送帧所包含的信息。信号解调部10004b-1能够将提取到的信息通知给上层部10001-1。需要说明的是,信号解调部10004b-1能够提取PHY报头所包含的信息、MAC报头所包含的信息以及发送帧所包含的信息中的任一个或全部。评估部(评估步骤)10004c-1对由此提取到的PHY报头、MAC报头等所包含的信息执行规定的评估,并将依据评估的内容通知给上层部。
天线部10005-1具有向无线空间发送无线发送部10003b-1所生成的射频信号的功能。此外,天线部10005-1具有接收射频信号并传递给无线接收部10004a-1的功能。
无线通信装置10-1能够通过在要发送的帧的PHY报头、MAC报头中记载表示本无线通信装置利用无线介质的时段的信息,从而在该时段对本无线通信装置周围的无线通信装置设置NAV。例如,无线通信装置10-1能够将表示该时段的信息记载于要发送的帧的Duration/ID字段或Length字段。将对本无线通信装置周围的无线通信装置设置的NAV时段称为无线通信装置10-1所获取的TXOP时段(或者简称为TXOP)。并且,将获取了该TXOP的无线通信装置10-1称为TXOP获取者(TXOP holder、TXOP持有者)。无线通信装置10-1为了获取TXOP而发送的帧的帧类型不受任何限制,既可以是控制帧(例如,RTS帧和CTS-to-self帧),也可以是数据帧。
作为TXOP持有者的无线通信装置10-1能够在该TXOP时段内对本无线通信装置以外的无线通信装置发送帧。在无线通信装置1-1是TXOP持有者的情况下,无线通信装置1-1能够在该TXOP的时段内对无线通信装置2A发送帧。此外,无线通信装置1-1能够在该TXOP时段内对无线通信装置2A指示发送以无线通信装置1-1为目的地的帧。无线通信装置1-1能够在该TXOP时段内对无线通信装置2A发送包含指示发送以无线通信装置1-1为目的地的帧的信息的触发帧。
无线通信装置1-1既可以对可能会进行帧发送的某个全通信带宽(例如,Operation bandwidth:操作带宽)确保TXOP,也可以对实际发送帧的通信带宽(例如,Transmission bandwidth:传输带宽)等的特定的通信带宽(Band)进行确保。
在无线通信装置1-1所获取的TXOP的时段内进行帧发送的指示的无线通信装置不一定仅限于与本无线通信装置连接的无线通信装置。例如,无线通信装置为了对位于本无线通信装置的周围的无线通信装置发送Reassociation(重新关联)帧等管理帧和RTS/CTS帧等控制帧,能够对未与本无线通信装置连接的无线通信装置指示帧的发送。
进一步,还对作为不同于DCF的数据传输方法的EDCA中的TXOP进行说明。IEEE802.11e标准与EDCA相关,从保证视频传输、VoIP等各种服务的QoS(Quality ofService)的角度对TXOP进行了规定。服务大致分为四个接入类别:VO(VOice:语音)、VI(VIdeo:视频)、BE(Best Effort:尽力服务)以及BK(BacK ground:背景)。通常,优先级从高到低依次为VO、VI、BE、BK。在各接入类别中有CW的最小值CWmin、最大值CWmax、作为一种IFS的AIFS(Arbitration IFS:仲裁IFS)、作为发送机会上限值的TXOP limit的参数,对值进行设置以使优先级存在差异。例如,以语音传输为目的的优先级最高的VO的CWmin、CWmax和AIFS通过与其他接入类别相比较设置相对较小的值,可以使优先于其他接入类别的数据传输成为可能。例如,用于视频传输的发送数据量变大的VI中,通过设置较大的TXOP limit,可以比其他接入类别获取更长的发送机会。由此,以依据各种服务的QoS保证作为目的,调整各接入类别的四个参数的值。
接下来,使用图8对直接链路的实现的一个示例进行说明。在图8中使用的编号中,和图5相同的编号与图5中说明的相同。无线系统3-1包括基站装置1-1、无线通信装置2-1(终端装置2-1)、无线通信装置2-2(终端装置2-2)、无线通信装置2-3(终端装置2-3)。当无线通信装置2-2以无线通信装置2-1为目的地发送数据时,将经由基站装置1-1的通信(4-1)和不经由基站装置1-1,从无线通信装置2-2到无线通信装置2-1进行的直接通信(4-2)作为直接链路。当使用直接链路时,无线通信装置2-1经由基站装置1-1向无线通信装置2-2发送直接链路发现请求。经由基站装置1-1接收到了直接链路发现请求的无线通信装置2-2使用直接路径(path)向无线通信装置2-1发送直接链路发现响应。当无线通信装置2-1成功接收到该直接链路发现响应时,判断为无线通信装置2-1和无线通信装置2-2之间可以进行直接通信。
之后,无线通信装置2-1经由基站装置1-1向无线通信装置2-2发送直接链路建立请求。也可以将发送该直接链路建立请求一侧的无线通信装置2-1称为发起装置。接收到了直接链路建立请求的无线通信装置2-2经由基站装置1-1向无线通信装置2-1发送直接链路建立响应。也可以将发送该直接链路建立响应的无线通信装置2-2称为响应装置。假设在这些直接链路建立请求和直接链路建立响应正常交换之后建立了直接链路,则无线通信装置2-1和无线通信装置2-2相互通信时可以不经由基站装置1-1直接通信。直接链路建立请求和直接链路建立响应可以包含各种控制信息,例如在加密通信中使用的信息,例如与密钥相关的信息等。在配合直接链路建立请求和直接链路建立响应的交换而交换用于加密通信的信息时,可以在直接链路中使用加密。
接下来,使用图8对inter-BSS spatial reuse operation进行说明。当无线通信中对期望信号施加了干扰信号时,如果干扰信号和噪声功率与期望信号的功率之比等于或高于预定值,则可以对期望信号进行解调和解码。其意思是,当利用这一点,进行远程通信时,即当与远程运行的无线通信装置距离足够远时,远程通信和距离较近的多个无线通信装置之间的通信可以同时进行。将利用这种配置情况所产生的路径损耗的无线介质的重复利用而引起的发送操作为Spatial Reuse operation。以下,将Spatial Reuse operation简称为SR。
作为一个示例,对针对在无线系统3-1中无线通信装置2-3向基站装置1-1发送的信号,无线系统3-2中的无线通信装置2-6通过SR进行发送的情况进行说明。在该情况下,为了顺利地通过SR进行发送,基站装置1-1接收的无线通信装置2-3的信号的SINR(Signal toInterference Noise Ratio:信号干扰噪声比)根据无线通信装置2-6的发送导致。当从无线通信装置2-6到基站装置1-1的路径损耗足够大,并且无线通信装置2-6的发送功率足够小时,允许由基站装置1-1接收的无线通信装置2-3的信号的SINR的劣化。可以使用多种方法来保证从无线通信装置2-6到基站装置1-1的路径损耗,但作为一个示例,当无线通信装置所属的无线系统(BSS)不同时,存在保证足够路径损耗并进行SR的inter-BSS SR。当无线系统3-2中的无线通信装置2-6接收到无线系统3-1中的无线通信装置2-3发送的信号4-3时,将读取信号4-3的无线帧的PHY报头,并判断信号4-3是由哪个无线系统发送的。此时,通过使用表示PHY报头中包含的称为BSS color的无线系统的identitier缩短了的信息,可以识别其为由与无线系统3-2不同的无线系统发送的无线帧的信号。
在能够识别出信号4-3是来自其他无线系统的无线帧信号之后,无线通信装置2-6可以从信号4-3的PHY报头中读取表示信号4-3的发送时间的NAV(Network AllocationVector:网络分配向量),准备发送数据(无线帧)以到NAV所示的时间为止结束发送,,并发送给基站装置1-2(4-4)。在进行该发送时,无线通信装置2-6可以控制发送功率,以减少对无线系统3-1中包含的对基站装置和无线通信装置的干扰。可以从基站装置1-2接收用于该发送功率的信息。此外,无线通信装置2-6可以使用在接收到了信号4-3的前导码中包含的各种LTF时的接收功率来控制发送功率。此外,在接收到了信号4-3的前导码中包含的各种LTF时的接收功率可以用作信号4-3的典型接收功率。
在本实施方式中,作为进行SR的对象,使用同一无线系统内的通信(intra-BSS SRoperation)。使用图10,对进行SR时使用直接链路的情况的一个示例进行说明。在图10中使用的编号中,和图5中相同的编号与图5中说明的相同。无线通信系统3-1包括基站装置1-1和无线通信装置2-1至2-3。假设无线通信装置2-1和无线通信装置2-2已经设置了直接链路。无线通信装置2-3向基站装置1-1进行发送(5-1)。无线通信装置2-2具有向无线通信装置2-1发送的数据,即能够使用直接链路发送的数据,但一旦通过载波侦听检测到了(5-1)的信号,就暂停发送。在检测到(5-1)的信号后,无线通信装置2-2接收(5-1)的信号的PHY报头。从该PHY报头中,获取表示(5-1)的信号长度的NAV(duration信息)。之后,无线通信装置2-2设置发送数据的长度(无线帧的长度)不超过表示(5-1)的信号的长度(无线帧的长度)的NAV,在设置发送功率后,在(5-1)的信号之后向无线通信装置2-1发送数据(无线帧)(5-2)。
此外,作为发送数据(无线帧)(5-2)的条件,确认表示PHY报头中包含的上行方向通信的信息,可以包含表示上行方向通信的信息表示上行方向。当表示上行方向通信时,表示无线帧已经发送到了基站装置。
使用图14对上述操作的一个示例进行说明。1401是无线通信装置2-3向基站装置1-1发送的无线帧,1402是L-STF,1403是L-LTF,1404是L-SIG,1405是RL-SIG,1406是U-SIG,1407是EHT-SIG,1408是EHT-STF,1409是EHT-LTF,1410是数据字段。L-SIG(1404)包含直到无线帧(1401)的发送结束为止的时段和表示NAV(1411)的信息(duration信息)。表示NAV的信息可以包含在U-SIG(1406)和EHT-SIG(1407)中而非L-SIG(1404)中。检测到了发送的无线帧(1401)的无线通信装置2-2暂停向无线通信装置2-1进行发送,并开始接收无线帧(1401)。接收到了无线帧(1401)的无线通信装置2-2对无线帧(1401)的PHY报头进行解调。该PHY报头对应L-SIG(1404)、RL-SIG(1405)、U-SIG(1406)、EHT-SIG(1407)中的至少一个以上的字段,在本实施方式中,对所有字段进行解调,但当无线帧不包含任何字段时,可以解调其他字段。无线通信装置2-2从解调了的L-SIG(1404)中获取表示NAV(1411)的信息,设置无线通信装置2-2发送的无线帧(1421)的长度以收入NAV(1411)中,并向无线通信装置2-1发送无线帧(1421)。表示上行方向通信的信息可以包含在U-SIG(1406)或EHT-SIG(1407)中,在确认表示上行方向通信的信息的情况下,对该U-SIG(1406)和EHT-SIG(1407)进行解调。之后,可以确认表示上行方向通信的信息是上行方向通信,并向无线通信装置2-1发送无线帧(1421)。
对向该无线通信装置2-1进行发送(5-2)时的发送功率进行控制以不妨碍基站装置1-1接收无线通信装置2-3的通信(5-1)。用于该功率控制的信息可以包含在信标中由基站装置1-1进行广播,还可以包含在基站装置1-1发送的触发帧中。此外,当无线通信装置2-2进行直接链路建立时,基站装置1-1可以通知无线通信装置2-2。此外,该intra-BSS SR中使用的用于功率控制的信息可以设置为与inter-BSS SR中使用的用于功率控制的信息不同的信息。此外,当未定义intra-BSS SR中使用的用于功率控制的信息时,可以将inter-BSS SR中使用的用于功率控制的信息作为intra-BSSSR中使用的用于功率控制的信息来使用。
无线通信装置2-2作为intra-BSS SR向无线通信装置2-1发送(5-2)的发送功率的设置可以基于intra-BSS SR使用的用于功率控制的信息和无线通信装置2-2与无线通信装置2-1之间的路径损耗来确定。无线通信装置2-2与无线通信装置2-1之间的路径损耗可以根据在直接链路发现、或者直接链路建立等无线通信装置2-2和无线通信装置2-1之间进行通信时,交换与无线通信装置2-2和无线通信装置2-1各自的发送功率相关的信息,并在接收到了由无线通信装置2-2或无线通信装置2-1发送的参考信号时的接收功率进行测量。作为一个示例,intra-BSS SR时的无线通信装置2-2的发送功率设置为满足以下公式。
(发送功率)+(无线通信装置2-2与无线通信装置2-1之间的路径损耗)<(intra-BSSSR中使用的用于功率控制的信息) (公式1)
此时,当无线通信装置2-1中假设的接收功率=(发送功率)-(无线通信装置2-2和无线通信装置2-1之间的路径损耗)值小于对无线通信装置2-2发送的信号进行解调所需的值时,无线通信装置2-2可以停止通过intra-BSS SR的发送。此外,即使当通过(公式1)能够设置的发送功率变为0或负值时,无线通信装置2-2也可以停止通过intra-BSS SR的发送。
此外,当设置无线通信装置2-2作为intra-BSS SR向无线通信装置2-1发送(5-2)的发送功率时,也可以将表示无线通信装置2-2与基站装置1之间的路径损耗的值一起纳入考虑。无线通信装置2-2与基站装置1-1之间的路径损耗,可以根据直接链路发现、或者直接链路建立等无线通信装置2-2与基站装置1-1之间进行通信时,交换与通信装置2-2和基站装置1-1各自的发送功率相关的信息,并接收到了无线通信装置2-2或基站装置1-1发送的参考信号(各种LTF)时的接收功率来进行测量。作为一个示例,对intra-BSS SR时的无线通信装置2-2的发送功率进行设置以满足以下公式。
(发送功率)-(无线通信装置2-2与基站装置1-1之间的路径损耗)<(intra-BSS SR使用的用于功率控制的信息) (公式2)
此时,当无线通信装置2-1中假设的接收功率=(发送功率)-(无线通信装置2-2和无线通信装置2-1之间的路径损耗)值小于对无线通信装置2-2发送的信号进行解调所需的值时,无线通信装置2-2可以停止通过intra-BSS SR的发送。此外,即使当通过(公式2)能够设置的发送功率变为0或负值时,无线通信装置2-2也可以停止通过intra-BSS SR的发送。
上述说明中记载了无线通信装置2-2以通过intra-BSS SR进行发送为对象使用上行方向通信的情况。这是由于基站装置1-1能够与所有无线通信装置进行通信,并能够假设在大多数情况下不移动,因此可以测量无线通信装置与基站装置1-1之间的路径损耗,并通过考虑了该情况的intra-BSS SR进行发送。进一步,由于通过从PHY报头能够判断为相同无线系统(BSS)的通信,并且为上行方向通信,判断出是对基站装置1-1的通信,因此解调了PHY报头之后能够通过intra-BSS SR进行发送。
另一方面,如果足够广的无线系统中存在的无线通信装置是均匀分布的,并且认为无线系统中的两个无线通信装置之间的路径损耗在一定的概率下足够大,则可以对下行方向通信进行通过intra-BSS SR的发送。同一无线系统的下行方向通信可以根据包含在PHY报头中的用于识别无线系统(BSS)的信息和用于识别上行/下行的信息来判断。
接下来,使用图11对当将一个无线系统(BSS)内部划分为多个扇区时通过intra-BSS SR进行发送的一个示例进行说明。图11中使用的编号中,和图5中相同的编号与图5说明的相同。7-1至7-4是基站装置1-1管理的通信区域(扇区)基站装置1-1管理各扇区的方法不受限制,但作为一个示例,基站装置1-1可以准备多个用于构成各扇区的波束天线,并对每个扇区切换和使用波束。此外,还可以使用阵列天线等能够改变波束的天线,并且对每个扇区使用不同的波束。在使用扇区的构成中,基站装置1-1、无线通信装置2-1至2-3在发送的数据的PHY报头中增加表示扇区ID的信息。在扇区ID为0的情况下,意为利用全部扇区的通信,在扇区ID为1以上的情况下,意为利用各扇区7-1至7-4中每一个。无线通信装置2-1和无线通信装置2-2属于扇区7-3,使用扇区ID=3。无线通信装置2-3属于扇区7-1,使用扇区ID=1。表示扇区的信息可以包含在U-SIG(1406)或EHT-SIG(1407)中。
基站装置1-1将表示扇区7-1的扇区ID=1付与PHY报头的发送数据(6-1)发送至无线通信装置2-3。无线通信装置2-2具有向无线通信装置2-1发送的数据,但通过载波侦听检测到基站装置1-1发送的发送数据(6-1),便不进行发送。无线通信装置2-2对基站装置1-1发送的发送数据(6-1)的PHY报头进行解调,根据发送数据(6-1)的BSS color和扇区ID的内容,确认发送数据(6-1)为无线系统3-1中的通信,并且使用了与无线通信装置2-2所属的扇区ID不同的扇区ID。然后,从PHY报头获取表示(6-1)的信号长度的NAV(duration信息)。之后,无线通信装置2-2进行调整使发送数据的长度不超过表示(6-1)的信号长度的NAV,调整发送功率后在(6-1)的信号之后向无线通信装置2-1发送数据(6-2)。发送功率的调整方法不受限制,但可以使用(公式1)或(公式2)来设置。此外,作为intra-BSS SR使用的用于功率控制的信息,可以另行设置在使用扇区时的intra-BSS SR用的信息。
接着,对将表示下行方向通信的目的地的信息包含在PHY报头中,以便能够识别通信目的地的通信装置,并对下行方向通信进行SR的变形例进行说明。在本方式中,作为一个示例,在PHY报头中增加表示目的地的颜色信息(dist-color)。dist-color是用于表示目的地的信息,并且是用于指定无线通信装置的信息,作为一个示例,可以是使用哈希函数等缩短了MAC地址和关联ID(AID)中的至少任一个的信息。MAC地址的长度为48比特,关联ID的最大长度为16比特,但也可以缩短为6比特。缩短后的比特长不限于6比特,只要设置足够的比特长,以识别出无线系统(BSS)中的无线通信装置即可。接收并解调包含在发送数据中的PHY报头的无线通信装置,可以由包含在PHY报头中的dist-color判断该发送数据的目的地是以特定无线通信装置为目的地还是以不同的无线通信装置为目的地。这是因为,通过预先得知该特定无线通信装置的MAC地址、AID或dist-color中的至少任一个,可以得知表示该特定无线通信装置的dist-color。由于dist-color是缩短了MAC地址或AID等的信息,因此可以存在使用相同dist-color的无线通信装置,但由于dist-color不同的无线通信装置无法成为相同的无线通信装置,因此可以用于判断是否是以不同的无线通信装置为目的地。
使用图12,对利用dist-color的变形例进行说明。图12中使用的编号中,和图5中相同的编号与图5中说明的相同。基站装置1-1向无线通信装置2-3发送发送数据(7-1)。在该情况下,基站装置1-1将表示下行链路方向通信的信息和利用分配给无线通信装置2-3的AID的dist-color包含在PHY报头中。表示下行链路方向通信的信息可以是能够识别是否是上行链路方向通信的信息。无线通信装置2-2具有以基站装置2-1为目的地的发送数据,但由于接收到了发送数据(7-1),因此判断为无线介质正在使用,从而进行待机。无线通信装置2-2接收发送数据(7-1),对包含在接收数据(7-1)中的PHY报头进行解调。当包含PHY报头中包含的表示下行链路方向通信的信息和dist-color时,确认dist-color是否表示无线通信装置2-1。当dist-color不表示无线通信装置2-1时,无线通信装置2-2可以设置发送功率并以无线通信装置2-1为目的地发送发送数据(7-2)。该功率设置可以按照上述过程进行。对于此时使用的intra-BSS SR中使用的用于功率控制的信息,可以分别设置对下行链路方向通信的SR中使用的控制信息和对上行链路方向通信的SR中使用的控制信息。以上,对确认表示下行链路方向通信的信息和dist-color两者的过程进行了说明,但也可以仅确认dist-color。
接下来,对通过直接链路对传输数据进行SR的一个示例进行说明。无线通信装置2-5以无线通信装置2-6为目的地发送发送数据(7-4)。该发送数据(7-4)的PHY报头中包含dist-color。无线通信装置2-5可以在PHY报头中包含或不包含表示上行链路方向还是下行链路方向的信息,在包含的情况下,可以表示下行链路方向。此外,无线通信装置2-5也可以在PHY报头中包含表示直接链路通信的信息。无线通信装置2-4具有以基站装置1-2为目的地的发送数据,但由于接收到了发送数据(7-4),因此判断为无线介质正在使用,从而进行待机。无线通信装置2-4接收发送数据(7-4),并对包含在接收数据(7-4)中的PHY报头进行解调。在无线通信装置2-4在PHY报头中包含dist-color,并且dist-color不表示以基站装置1-2为目的地的情况下,设置发送功率,并向基站装置1-2发送发送数据(7-3)。该功率设置可以按照上述过程进行。对于此时使用的intra-BSS SR中使用的用于功率控制的信息,可以分别设置对下行链路方向通信的SR中使用的控制信息和对上行链路方向通信的SR中使用的控制信息。以上,对确认表示下行链路方向通信的信息和dist-color两者的过程进行了说明,但也可以仅确认dist-color。
通过以上操作,可以增加无线通信装置的发送机会(TXOP)并提高传输效率。发送机会(TXOP)的增加有减少延时的效果。因此,当有由上层进行低延时通信的设置时,并且有无线帧中包含的数据是低延时应用的数据的通知时,可以进行SR。由此,可以与应用程序协作提高传输效率。[2.所有实施方式的共同点]
本发明的通信装置可以无需来自国家或地区的使用许可,在称为公共频段的频段(频谱)中进行通信,但能够使用的频段不仅限于此。例如,尽管从国家、区域赋予了对特定服务的使用许可,但为了防止频率间的干扰等目的,本发明的通信装置也能够在称为实际上未使用的白色带的频段(例如,分配为电视广播用的频段,但未被区域使用的频段)、和预期将来会由多个运营商共享的共享频谱(共享频段)中,发挥其效果。
在本发明的无线通信装置运行的程序是控制CPU等的程序(使计算机发挥功能的程序)来实现本发明的上述实施方式的功能。并且,由这些装置处理的信息在进行其处理时暂时存储于RAM,之后,存储于各种ROM和HDD,根据需要通过CPU进行读取、修正/写入。作为储存程序的记录介质,可以是半导体介质(例如ROM、非易失性存储卡等)、光记录介质(例如DVD、MO、MD、CD、BD等)、磁记录介质(例如磁带、软盘等)等中的任一种。此外,通过执行加载的程序,不仅会实现上述实施方式的功能,有时也会通过基于该程序的指示,与操作系统或者其他应用程序等共同进行处理来实现本发明的功能。
此外,在流通于市场的情况下,能够将程序储存在可移动记录介质中来使其流通,或传输到经由互联网等网络而连接的服务器计算机。在该情况下,服务器计算机的存储装置也包含于本发明中。此外,上述实施方式的通信装置的一部分或全部可以实现为LSI,该LSI是典型的集成电路。通信装置的各功能块可以单独芯片化,也可以集成一部分或全部进行芯片化。在将各功能块集成电路化的情况下,附加有控制它们的集成电路控制部。
此外,集成电路化的方法并不限于LSI,也可以通过专用电路或通用处理器来实现。此外,在随着半导体技术的进步而出现了代替LSI的集成电路化的技术的情况下,也可以使用基于该技术的集成电路。
需要说明的是,本申请发明并不限于上文所述的实施方式。本申请发明的无线通信装置并不限于对移动站装置的应用,当然也可以应用于在室内外设置的固定式或非可动式电子设备,例如AV设备、厨房设备、扫除/洗涤设备、空调设备、办公设备、自动售卖机、其他生活设备等。
以上,参照附图对本发明的实施方式进行了详述,但具体结构并不限于该实施方式,本发明的主旨范围内的设计等也包含在权利要求书内。
工业上的可利用性
本发明适用于通信装置以及通信方法。
附图标记说明
1-1、1-2、2-1至2-6、2A、2B 无线通信装置
3-1、3-2 管理范围
7-1、7-2、7-3、7-4 扇区
10-1 无线通信装置
10001-1 上层部
10002-1 (自主分布式)控制部
10002a-1 CCA部
10002b-1 退避部
10002c-1 发送判断部
10003-1 发送部
10003a-1 物理层帧生成部
10003b-1 无线发送部
10004-1 接收部
10004a-1 无线接收部
10004b-1 信号解调部
10004c-1 评估部
10005-1 天线部
100-1、100-3、100-6、100-11 忙碌状态
100-4、100-7 随机退避
100-2、100-5、100-8、100-10 无线帧
1401、1421 无线帧
Claims (6)
1.一种与基站装置和其他无线通信装置进行通信的无线通信装置,其特征在于,具备:
接收部,用于接收无线帧;
发送部,用于发送无线帧;以及
控制部,用于控制无线帧的收发,所述接收部接收无线帧,
对所述接收到的无线帧的PHY报头进行解调,当包含在正在接收的PHY报头中用于识别无线系统的第一信息表示所述无线通信装置所属的无线系统时,
并且当包含在所述正在接收的PHY报头中的第二信息为特定信息时,
发送无线帧以收入所述正在接收的PHY报头的NAV中。
2.根据权利要求1所述的无线通信装置,其特征在于,
当所述第二信息是表示扇区的信息,
所述第二信息不表示所述无线通信装置所属的扇区时,
发送所述无线帧。
3.根据权利要求1所述的无线通信装置,其特征在于,
当所述第二信息是表示是否是对基站装置的通信的信息,
所述第二信息表示是对基站装置的通信时,
发送所述无线帧。
4.根据权利要求1所述的无线通信装置,其特征在于,
当所述第二信息是识别目的地的无线通信装置的信息,
所述第二信息不表示所述要发送的无线帧的目的地时,
发送所述无线帧。
5.根据权利要求1所述的无线通信装置,其特征在于,
当所述第二信息是表示是否是直接链路的信息,
所述第二信息表示直接链路时,
发送所述无线帧。
6.一种用于与基站装置和其他无线通信装置进行通信的无线通信装置的无线通信方法,其特征在于,
接收无线帧,
对所述接收到的无线帧的PHY报头进行解调,当包含在正在接收的PHY报头中的用于识别无线系统的第一信息表示所述无线通信装置所属的无线系统时,
并且当包含在所述正在接收的PHY报头中的第二信息为特定信息时,
发送无线帧以收入所述正在接收的PHY报头的NAV中。
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