CN117915467A - 通信装置、无线通信系统、接入点控制方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供通信装置、无线通信系统、接入点控制方法及存储介质。所述通信装置在无线网络中作为主接入点操作，所述无线网络包括一个或更多个站以及作为从接入点操作的一个或更多个其他接入点，所述通信装置生成包括触发类型子字段值的触发帧，向所述其他接入点发送所生成的触发帧，并与触发帧已被发送到的所述其他接入点执行协作发送，所述触发类型子字段值指示与所述其他接入点进行协作发送的指令。

Description

通信装置、无线通信系统、接入点控制方法及存储介质

本申请是申请日为2020年3月2日，申请号为202080031164.4(PCT国际申请号PCT/JP2020/008717)，发明名称为“通信装置、无线通信系统、接入点控制方法及存储介质”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及通信装置、无线通信系统、接入点控制方法及存储介质。

背景技术

近年来，随着信息和通信技术的发展，互联网的使用量逐年增加，正在开发各种通信技术以满足增长的需求。特别地，无线局域网(WLAN)技术使用无线终端设备已实现了诸如包数据、音频和视频的互联网通信中的吞吐量提高，并且当前仍正在积极进行各种技术开发。

在WLAN技术的发展中，作为通信技术的标准化组织的IEEE(电气和电子工程师协会)802的许多标准化工作发挥了重要作用。作为标准WLAN通信标准的一部分，已知IEEE802.11标准，其包括IEEE802.11n/a/b/g/ac或IEEE802.11ax标准。例如，作为最新标准的IEEE802.11ax使用OFDMA实现了高达每秒9.6吉比特(Gbps)的高峰值吞吐量，并且提高了拥塞状态下的通信速度(专利文献1)。注意，OFDMA是正交频分多址(Orthogonalfrequency-division multiple access)的缩写。

引用列表

专利文献

PTL1：日本特开2018-050133号公报

发明内容

技术问题

近年来，正通过称为IEEE802.11EHT(极高吞吐量)的研究组来进行对以进一步提高吞吐量和频率利用效率为目标的后继标准的研究。在这项研究中，建立了称为IEEE802.11be的任务组。IEEE802.11be正在研究一种用于协作地操作多个接入点(AP)以进一步提高吞吐量和频率利用效率的技术。

协作操作的示例是分布式MIMO技术，该技术基于称为多输入多输出(MIMO)的技术，其中在同一信道上同时使用多个发送和接收天线。在分布式MIMO中，在存在多个接入点(以下称为AP)和多个站(以下称为STA)的环境中，关于通信状态和各个AP的状态的信息在多个AP之间共享，并且数据同时从AP发送给STA。作为多个AP如此协作地同步发送数据的结果，与单个AP的情况相比，可以增加空间流的数量，并因此可以预期吞吐量的提高。

协作操作的另一示例是称为协作波束成形的技术。在协作波束成形中，当AP向BSS(基本服务集)中的STA发送数据时，使用如下天线方向图，利用该天线方向图，在数据被要发送到的STA的方向上的天线增益较大，并且其他AP的BSS中的STA的方向上的天线增益较低。通过基于环境信息(诸如各个STA的位置)来设置和调度多个AP的天线方向图，可以减少BSS之间的干扰。

上述通过多个接入点在协作操作下的同步数据发送和/或利用协作波束成形的数据发送被称为协作发送。在上述通过多个AP的协作发送中，可以想到将多个AP分类为一个主AP和从AP(slave APs)，主AP管理其他AP，而从AP在主AP的管理下操作。例如，可以想到，作为主AP向从AP发送触发帧的结果，基于多个AP接收到触发帧的定时，可以实现协作发送。然而，不存在为了由多个AP进行协作发送而在AP之间发送和接收的触发帧格式。

本发明提供了如下技术，通过该技术，主接入点使用触发帧向从接入点通知用于协作发送的信息。

解决问题的技术方案

根据本发明的一方面的通信装置具有以下构造。换句话说，一种通信装置，其在无线网络中作为主接入点操作，所述无线网络包括一个或更多个站以及作为从接入点操作的一个或更多个其他接入点，所述通信装置包括：生成单元，其生成包括触发类型子字段值的触发帧，所述触发类型子字段值指示与所述其他接入点进行协作发送的指令；发送单元，其向所述其他接入点发送所述触发帧；以及执行单元，其与所述触发帧已被发送到的所述其他接入点执行协作发送。

本发明的有利效果

根据本发明，主接入点可以使用触发帧向从接入点通知关于协作发送的信息。

通过以下结合附图的描述，本发明的其他特征和优点将变得清楚。注意，在整个附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与文字说明一起用来解释本发明的原理。

图1是示出根据实施例的无线通信系统的示例构造的图。

图2是示出根据实施例的通信装置的硬件构造的图。

图3是示出在实施例中使用的触发帧的格式的图。

图4是示出直到AP向STA协作地发送数据为止而进行的操作的流程图。

图5是示出根据实施例的直到在无线通信系统中执行协作发送为止而进行的操作的序列图。

具体实施方式

下文中将参照附图详细描述实施例。注意，以下实施例并不意图限制本发明的范围。在实施例中描述了多个特征，但并不限制发明需要所有这些特征，而是可以适当组合多个这些特征。此外，在附图中，对相同或相似的构造被赋予相同的附图标记，并将省略其冗余描述。

图1是示出根据本实施例的通信装置104加入的网络的示例构造的图。通信装置107和108是具有加入无线网络101、102和103的作用的站(STA)。通信装置104是具有建立无线网络101的作用的接入点(AP)，通信装置105是具有构建无线网络102的作用的AP，并且通信装置106是具有构建无线网络103的作用的AP。通信装置104至106可以进行协作发送。注意，在本实施例中，通信装置104用作主AP并且可以控制作为从AP的通信装置105和106。

通信装置104至108支持IEEE802.11be标准，并且可以经由无线网络101、102和103执行符合IEEE802.11be标准的无线通信。注意，IEEE是电气和电子工程师协会(Instituteof Electrical and Electronics Engineers)的缩写。通信装置104至108可以在频带：2.4-GHz带、5-GHz带和6-GHz带中进行通信。通信装置104至108还可以使用20MHz、40MHz、80MHz、160MHz和320MHz的带宽进行通信。

通信装置104至108可以通过执行符合IEEE802.11be标准的OFDMA通信来实现将多个用户的信号多路复用的多用户(MU)通信。OFDMA是正交频分多址(Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access)的缩写。在OFDMA通信中，将划分的频带的一部分(RU：资源单元(Resource Unit))分配给各个STA，使得分配的RU不交叠，并且STA的载波是正交的。为此，AP可以与多个STA并行通信。

注意，虽然已经描述了通信装置104至108支持IEEE802.11be标准，但是通信装置104至108可以另外支持作为IEEE802.11be标准之前的标准的传统标准。具体地，通信装置104至108可支持IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax标准中的至少一种。除了IEEE802.11系列标准之外，通信装置104至108还可以支持诸如蓝牙(注册商标)、NFC、UWB、ZigBee和MBOA的其他通信标准。注意，UWB是超带宽(Ultra Wide Band)的缩写，MBOA是多带OFDM联盟(MultiBand OFDM Alliance)的缩写。NFC是近场通信(Near Field Communication)的缩写。UWB包括无线USB、无线1394、WiNET等。通信装置104至108还可以支持诸如有线LAN的有线通信的标准。

通信装置104至106的具体示例包括无线LAN路由器、个人计算机(PC)等，但不限于此。另选地，通信装置104和106可以是诸如能够执行符合IEEE802.11be标准的无线通信的无线芯片的信息处理装置。通信装置107至108的具体示例包括照相机、平板电脑、智能电话、PC、移动电话、摄像机等，但不限于此。另选地，通信装置107和108可以是诸如能够执行符合IEEE802.11be标准的无线通信的无线芯片的信息处理装置。图1中的无线网络由三个AP和两个STA构成，但是AP和STA的数量不限于此。

图2示出了根据本实施例的通信装置104的示例硬件构造。通信装置104包括存储单元201、控制单元202、功能单元203、输入单元204、输出单元205、通信单元206和天线207。注意，通信装置105和106也具有与通信装置104的硬件构造相同的硬件构造。

存储单元201由诸如ROM或RAM的存储器构成，并且存储诸如用于进行稍后描述的各种操作的计算机程序和用于无线通信的通信参数的各种信息。ROM是只读存储器(ReadOnly Memory)的缩写，RAM是随机存取存储器(Random Access Memory)的缩写。注意，除了诸如ROM或RAM的存储器外，还可以使用诸如软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡或DVD的存储介质作为存储单元201。此外，存储单元201可以包括多个存储器等。

控制单元202由诸如CPU或MPU的一个或更多个处理器构成，并通过执行存储单元201中存储的计算机程序来控制整个通信装置104。CPU是中央处理单元(centralprocessing unit)的缩写，MPU是微处理单元(micro processing unit)的缩写。注意，控制单元202可以与存储单元201中存储的计算机程序和OS(操作系统)协作来控制整个通信装置104。控制单元202还生成在与其他通信装置的通信中要发送的数据和信号。此外，控制单元202可以包括诸如多核处理器的多个处理器，并且使用多个处理器来控制整个通信装置104。控制单元202还控制功能单元203执行诸如无线通信、摄像、打印和投影的预定处理。功能单元203是用于通信装置104执行预定处理的硬件。

输入单元204接受用户进行的各种操作。输出单元205经由监视器画面和/或扬声器向用户进行各种输出。这里，输出单元205进行的输出不限于在监视器画面上的显示和扬声器的音频输出，还可以是振动输出等。注意，输入单元204和输出单元205都可以由一个模块实现，如触摸面板一样。输入单元204和输出单元205可以与通信装置104集成，也可以与通信装置104分离。

通信单元206控制符合IEEE802.11be标准的无线通信。除了IEEE802.11be标准之外，通信单元206还可以控制符合其他IEEE802.11系列标准的无线通信，并且可以控制使用有线LAN等的有线通信。通信单元206控制天线207并发送和接收由控制单元202生成的无线通信的无线信号。

注意，如果除了IEEE802.11be标准之外，通信装置104还支持NFC标准、蓝牙标准等，则通信装置104还可以控制符合这些通信标准的无线通信。如果通信装置104可以执行符合多个通信标准的无线通信，则可以采用如下构造，其中分别提供支持各个通信标准的通信单元206和天线207。通信装置104经由通信单元206与通信装置107和108对诸如图像数据、文档数据和视频数据的数据进行通信。

在图1中的无线网络中，具有主AP作用的通信装置104的控制单元202从通信单元206发送触发帧，以控制具有从AP作用的通信装置105和106。当从作为从AP的通信装置105和106接收到响应信号时，通信装置104的控制单元202可以解释接收到的响应信号。同时，在通信装置105和106中，从通信装置104发送的触发帧由通信单元206接收并由控制单元202解释。通信装置105和106的控制单元202可以从通信单元206发送对触发帧的响应。

图3示出了用于发出在本实施例中作为主AP的通信装置104向作为从AP的通信装置105和106发送的协作发送指令的触发帧的格式。该触发帧在通过多个AP的协作操作来执行到STA(通信装置107和108)的数据发送(协作发送)之前从主AP发送到从AP。在图3中，由301至312表示的字段和子字段符合IEEE802.11ax中规定的格式。也就是说，触发帧从顶部起包括帧控制字段301、持续时间字段302、RA字段303、TA字段304、公共信息字段305、用户信息字段306、填充字段307以及FCS字段308。公共信息字段305中的四位触发类型子字段309指定该触发帧的触发类型。对于通常的触发帧，触发类型子字段309指示0。公共信息字段305中的长度子字段310指示所有STA共有的通信时段。该通信时段对应于各个STA可以发送和接收的数据量。如果触发类型子字段309为0，则添加用户信息字段306。作为示例，表1示出了触发类型子字段值与触发类型之间的对应关系。

[表1]

子字段值	触发类型
		0	基本
1	波束成形报告轮询(BFRP)
		2	MU-BAR
3	MU-RTS
		4	缓冲状态报告轮询(BSRP)
5	GCR MU-BAR
		6	带宽查询报告轮询(BQRP)
7	NDP反馈报告轮询(NFRP)
		8	联合发送触发帧

在本实施例中，当触发类型子字段值为8时，将触发帧作为AP协作发送触发帧处理。也就是说，作为主AP的通信装置104生成包括触发类型子字段值(＝8)的触发帧，该子字段值指示与接入点进行协作发送的指令。用户信息字段306是对应于各个从AP的字段，并且与从AP的数量相同数量的用户信息字段306被级联并发送。AID(关联ID)311存在于各个用户信息字段306中，并且，各个从AP解释与在与主AP进行认证时预先赋予从AP的AID匹配的用户信息字段的内容。各个用户信息字段306中的RU分配子字段312指定相应AP的RU(资源单元)和音频大小。

图4是示出直到根据本实施例的从AP到STA的协作发送开始为止由主AP和从AP进行的处理的流程图。图5是示出直到在本实施例的无线通信系统中执行协作发送为止进行的示例操作的序列图。在以下描述中，通信装置104被称为主AP，通信装置105和106被称为从AP，并且通信装置107和108被称为STA。通过各个通信装置的控制单元202来执行图4的流程图中示出的由主AP和从AP进行的处理中的各个步骤。

主AP向一个或更多个从AP和连接到主AP的一个或更多个STA发送NDPA(空数据包公告)(S401、501)。在接收到NDPA时，多个STA中的各个向从AP发送NDP(空数据包)(502)。各个从AP在从主AP接收到NDPA时(S421)，等待来自STA的NDP，并接收NDP(S422)。从AP基于从STA接收的NDP获得信道状态信息(CSI)(S423)。然后从AP基于针对各个STA获得的CSI确定是否参与协作发送(S424、503a、503b)，并将确定结果通知主AP(S424、504a、504b)。例如，如果获得的CSI的平均值大于或等于预定值，则从AP可以确定参与协作发送。另选地，从AP可以将所有获得的CSI值大于或等于预定值作为参与协作发送的条件。

主AP通过从一个或更多个从AP接收关于是否参与协作发送的通知来收集要参与协作发送的从AP(S402、505)。主AP生成用于协作发送的触发帧(图3)，其中将参与协作发送的从AP描述为用户信息(S403、506)。如上所述，该触发帧中的触发类型子字段为8。主AP将生成的触发帧发送到要参与协作发送的从AP(S404、507)。此后，与已经向其发送触发帧的从AP一起执行到STA的协作发送(S405、508)。

如果各个从AP在步骤S424中确定参与协作发送并通知主AP从AP要参与协作发送(504a，S425中的“是”)，则从AP等待接收来自主AP的触发帧(S426)。在接收到触发帧时，从AP解释包含在触发帧中的信息并且进行到STA的协作发送(S426、508)。另一方面，如果在步骤S424中从AP确定不参与协作发送并通知主AP从AP不参与协作发送(504b，S425中的“否”)，则处理结束。

如上所述，根据本实施例，主AP可以收集关于要参与协作发送的从AP的信息，生成触发帧，并将触发帧发送到要参与协作发送的从AP。在主AP的管理下可以实现适当的协作发送。注意，本实施例中使用的字段名称、位的位置和位数不限于本实施例中描述的那些，相同的信息可以以不同的字段名称存储在不同的位置，或具有不同的位数。

尽管上面已经描述了实施例，但是例如可以以诸如系统、装置、方法、程序或记录介质(存储介质)的模式来实现本发明。具体地，本发明可以应用于由多个设备(例如，主机、接口设备、摄像设备、网络应用等)构成的系统，或者可以应用于由单个设备构成的装置。

本发明可以通过如下处理来实现：经由网络或存储介质向系统或装置提供用于实现上述实施例的一个或更多个功能的程序，并使所述系统或装置的计算机中的一个或更多个处理器读出并执行该程序。本发明还可以通过用于实现一个或更多个功能的电路(例如ASIC)来实现。

本发明不限于上述实施例，并且可以在本发明的精神和范围内进行各种改变和变型。因此，做出了权利要求以公开本发明的范围。

本申请要求2019年4月25日提交的日本专利申请第2019-084435号的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。

Claims (20)

1.一种通信装置，其在无线网络中作为主接入点操作，所述无线网络包括一个或更多个站以及作为从接入点操作的一个或更多个其他接入点，所述通信装置包括：

接收单元，其从所述其他接入点中的从接入点接收参与协作发送的通知；

生成单元，其生成包括触发类型子字段值的触发帧，所述触发类型子字段值指示与所述从接入点进行协作发送的指令；

发送单元，其向所述从接入点发送所述触发帧；以及

执行单元，其与所述触发帧已被发送到的所述从接入点执行协作发送。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，

所述触发帧包括指示要分配给所述从接入点的资源的描述。

3.根据权利要求2所述的通信装置，其中，

在向所述其他接入点以及连接到所述通信装置的站发送空数据包公告之后，所述通信装置从所述其他接入点中的各个接入点接收关于是否参与协作发送的通知。

4.根据权利要求1所述的通信装置，其中，

所述触发帧具有符合由IEEE802.11ax规定的触发帧的格式，并且公共信息字段具有指示协作发送的值。

5.根据权利要求4所述的通信装置，其中，

所述公共信息字段包括四位触发类型子字段，并且所述触发类型子字段的值指示协作发送。

6.根据权利要求4所述的通信装置，其中，

所述触发帧的用户信息字段包括关于要分配给所述从接入点的资源的描述。

7.一种通信装置，其在无线网络中作为主接入点操作，所述无线网络包括一个或更多个站以及作为从接入点操作的一个或更多个其他接入点，所述通信装置包括：

生成单元，其生成触发帧，所述触发帧包括触发类型子字段值和一个或更多个用户信息字段，所述触发类型子字段值指示与所述其他接入点进行协作发送的指令，所述一个或更多个用户信息字段中的各个用户信息字段包括所述其他接入点中的各个接入点的信息；

发送单元，其向所述其他接入点发送所述触发帧；以及

执行单元，其与所述触发帧已被发送到的所述其他接入点执行协作发送。

8.一种通信装置，其在无线网络中作为从接入点操作，所述无线网络包括一个或更多个站以及作为主接入点操作的另一接入点，所述通信装置包括：

发送单元，其向作为所述主接入点操作的所述另一接入点发送参与协作发送的通知；

接收单元，其从所述另一接入点接收触发帧，所述触发帧用于发出与所述另一接入点进行协作发送的指令；以及

执行单元，其基于接收到的触发帧，与所述另一接入点执行到所述站的协作发送。

9.根据权利要求8所述的通信装置，其中，

所述触发帧具有符合由IEEE802.11ax规定的触发帧的格式，并且公共信息字段具有指示协作发送的值。

10.根据权利要求9所述的通信装置，其中，

所述公共信息字段包括四位触发类型子字段，并且所述触发类型子字段的值指示所述协作发送。

11.根据权利要求9所述的通信装置，其中，

所述触发帧的用户信息字段包括关于要分配给所述从接入点的资源的描述。

12.根据权利要求8或9所述的通信装置，所述通信装置还包括：

获得单元，其获得所述通信装置与所述一个或更多个站之间的信道状态信息；

确定单元，其基于由所述获得单元获得的信道状态，来确定是否参与协作发送。

13.根据权利要求12所述的通信装置，其中，

在从作为主接入点操作的所述另一接入点接收到空数据包公告之后，所述获得单元基于从所述站接收到的空数据包来获得所述信道状态信息。

14.一种通信装置，其在无线网络中作为从接入点操作，所述无线网络包括一个或更多个站以及作为主接入点操作的另一接入点，所述通信装置包括：

接收单元，其从所述另一接入点接收触发帧，所述触发帧包括触发类型子字段值和用户信息字段，所述触发类型子字段值指示与作为主接入点操作的所述另一接入点进行协作发送的指令，所述用户信息字段包括所述通信装置的信息；以及

执行单元，其基于接收到的触发帧，与所述另一接入点执行到所述站的协作发送。

15.一种无线通信系统，在所述无线通信系统中，多个接入点和一个或更多个站构成无线网络，其中，所述多个接入点中的一个接入点作为主接入点操作，并且所述多个接入点中的另一接入点作为从接入点操作，所述无线通信系统包括：

接收单元，其从作为所述从接入点操作的所述另一接入点接收参与协作发送的通知；

生成单元，其生成包括触发类型子字段值的触发帧，所述触发类型子字段值指示与所述另一接入点进行协作发送的指令；

发送单元，其将所述触发帧从作为主接入点操作的接入点发送至作为从接入点操作的所述另一接入点；以及

执行单元，其使作为主接入点操作的接入点和接收到所述触发帧的作为从接入点操作的所述另一接入点执行到所述站的协作发送。

16.一种用于控制接入点的接入点控制方法，所述接入点作为主接入点操作并构成无线网络，所述无线网络包括一个或更多个站以及作为从接入点操作的一个或更多个其他接入点，所述接入点控制方法包括：

接收步骤，从所述其他接入点中的从接入点接收参与协作发送的通知；

生成步骤，生成包括触发类型子字段值的触发帧，所述触发类型子字段值指示与所述从接入点进行协作发送的指令；

发送步骤，向所述从接入点发送所述触发帧；以及

执行步骤，与所述触发帧已被发送到的所述从接入点执行协作发送。

17.一种用于控制接入点的接入点控制方法，所述接入点作为从接入点操作并构成无线网络，所述无线网络包括一个或更多个站以及作为主接入点操作的另一接入点，所述接入点控制方法包括：

发送步骤，向作为所述主接入点操作的所述另一接入点发送参与协作发送的通知；

接收步骤，从所述另一接入点接收触发帧，所述触发帧用于发出与所述另一接入点进行协作发送的指令；以及

执行步骤，基于接收到的触发帧，与所述另一接入点执行到所述站的协作发送。

18.一种用于控制接入点的接入点控制方法，所述接入点在无线网络中作为主接入点操作，所述无线网络包括一个或更多个站以及作为从接入点操作的一个或更多个其他接入点，所述接入点控制方法包括：

生成步骤，生成触发帧，所述触发帧包括触发类型子字段值和一个或更多个用户信息字段，所述触发类型子字段值指示与所述其他接入点进行协作发送的指令，所述一个或更多个用户信息字段中的各个用户信息字段包括所述其他接入点中的各个接入点的信息；

发送步骤，向所述其他接入点发送所述触发帧；以及

执行步骤，与所述触发帧已被发送到的所述其他从接入点执行协作发送。

19.一种用于控制接入点的接入点控制方法，所述接入点在无线网络中作为从接入点操作，所述无线网络包括一个或更多个站以及作为主接入点操作的另一接入点，所述接入点控制方法包括：

接收步骤，从所述另一接入点接收触发帧，所述触发帧包括触发类型子字段值和用户信息字段，所述触发类型子字段值指示与作为主接入点操作的所述另一接入点进行协作发送的指令，所述用户信息字段包括所述通信装置的信息；以及

执行步骤，基于接收到的触发帧，与所述另一接入点执行到所述站的协作发送。

20.一种计算机可读存储介质，其存储程序，所述程序使计算机用作根据权利要求1至14中的任一项所述的通信装置的各个单元。