JP2020088720A - 電子装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明が解決しようとする課題は、同一の外部装置との間であることを認識しつつ双方向のアソシエーション関係を構築することができる電子装置を提供することである。
(第1実施形態)
まず、第1実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態の電子装置(無線端末1および無線端末2)を含む無線通信システム100の一例を示す図である。無線端末1および無線端末2は、たとえば、タブレットPCやノートPCなどのパーソナルコンピュータ、スマートフォンなど、無線通信機能を有する様々な電子装置として実現され得る。この無線通信システム100は、無線端末1と無線端末2とが無線通信のためのアソシエーション関係を構築することによって構築される。
無線端末1および無線端末2は、それぞれ、図3に示すように、MACフレームを送受信する送受信部11(第1送信部11−1、第2送受信部11−2)と、前述のMACフレームの生成や無線媒体(エア)へのアクセス制御を行うMAC機能ブロック(第1MACブロック12−1、第2MACブロック12−2)と、ホスト機能ブロック13とを有する。
MAC Header部は、MAC機能ブロックにおける受信処理に必要な情報を設定する。Frame Body部は、フレームの種類に応じた情報が設定される。FCS部は、MAC Header部とFrame Body部とが正常に受信できたか否かを判定するために用いる誤り検出コードであるCRC(Cyclic Redundancy Code)が設定される。
More Fragmentフィールドは、データがフラグメント化された場合に、後続するフラグメントフレームが存在するか否かを示す情報を保持する。プロテクトフレームフィールドには、当該フレームがプロテクトされているか否かの情報が設定される。オーダーフィールドには、フレームを中継する際に、フレームの順序を入れ替えてはいけないことを示す情報が設定される。あるいは、オーダーフィールドの情報は、後述するオプションフィールドの有無を示す役割を持つこともある。
次に、無線端末1と無線端末2とがそれぞれAPとSTAとの両方の役割を担えるように双方向のアソシエーション関係を構築するための処理について説明する。
双方向のアソシエーション関係の構築に関する処理フローは、無線端末2から送信されるBeaconやProbe Response、前提条件などからAP2の存在および情報を既知とするSTAが、AP2に対してManagementフレームの一例であるAssociation Request(Asoc Req)を送信することから開始される(S11)。
STA1は、Asoc Reqによって、 Capability Information、Listen Interval、接続したいSSIDを示す情報を通知するとともに、アソシエーションおよび通信に必要な情報(Supported Rates and BSS Membership SelectorsやPower Capabilityなど)を通知する。
ここで、AP1の情報とは、アソシエーションを完了させるのに必要な情報(例えばMACアドレスやAP1の通信チャネルなど)のうち、前提条件と定められているなどして既知であるものと、BeaconやProbe Responseを用いてAP1からSTAにすでに通知されているもの(APのMACアドレスがBSSIDとなるため、APのMACアドレスを通知してもらうことで、どのBeacon/Probe Responseかを対応づけることができる)を除いた情報のうち必要なものを示す。なお、通知するべき情報がない場合には、STA1が属する無線端末1にアソシエーション可能なAP1が存在するということを示す情報が、AP1の情報ということとなる。このAP1の情報により、無線端末2は、無線端末1が、互いに異なるMACアドレスが割り当てられたアクセスポイント部とステーション部とを有することを識別することができる。また、このAP1の情報により、無線端末2は、後述するAsoc Reqを無線端末1へ送信することができる。
Association Request frame bodyなどに入れられるelementのフォーマットを図6に示す。elementのフォーマットの基本構成は、先頭に、まずelementを識別するためのElement IDフィールド(c1)があり、続いて、後続するフィールド長の総和をオクテット長で表すLengthフィールド(c2)がある。Element IDフィールドが255の場合は、さらにElement IDの番号を拡張するためのElement ID Extensionフィールド(c3)が設けられる。そして、そのElement IDに関する情報を格納するInformationフィールド(c4)を含む。
(S11)でAsoc Reqを受信したAP2は、STA1からのアソシエーション要求を受け、同時に、STA1を持つ無線端末1がAP1を持つことを知ることができる。これにより、AP2は、STA1とのアソシエーションを完了させるために、Managementフレームの一例であるAssociation Response(Asoc Rsp)をSTA1宛てに送信する(S13)。加えて、AP2は、Abstraction機能ブロックを介して、STA2がAP1とのアソシエーションするためのAP1の新規情報を伝達する(S12)。Abstraction機能ブロックは、各MAC機能ブロックのMACアドレスを、テーブル等によって管理しており、AP2から受け取った情報を適切にSTA2に通知することが可能となっている。また、Station Management Entity(SME)を実施する機能ブロックを別途設け、それを利用して情報を通知してもよい。ここで、SMEは、すべてのMAC機能ブロックと接続している、各MAC機能ブロックにアソシエーション開始などの命令や情報を伝達することが可能な管理部である。
Asoc Rspによって、Capability Informationや、Status code、APからSTAに割り当てられるAIDの他に、必要に応じた情報(例えば、Supported Rates and BSS Membership SelectorsやEDCA Parameter Setなど)が通知される。
AP1は、受信したAsoc Reqを処理し、STA2にAsoc Reqを送信する(S15)。
STA2は、受信したAsoc Rspを処理し、これによってAP1とSTA2とのアソシエーションが完了する。
まず、無線端末2が、AP1とSTA1が無線端末1に含まれていること(co-locatedであること)を知ることができる。従来、neighborレポートを利用して、あるAPが他のAPの存在を通知する方法は存在するが、co-locatedであるかは通知されない。当然、あるAPが当該APとco-locateするSTAの情報を通知することも、また、その逆であるSTAが当該STAとco-locateするAPの情報を通知することもできない。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。
本実施形態は、基本的には、第1実施形態に基づいているため、ここでは、その差分を説明する。
本実施形態が第1実施形態と異なる点は、第1実施形態では、AP2からSTA1へのAsoc Rspと、STA2からAP1へのAsoc Reqとを別々に送信していたのに対し、Asoc ReqとAsoc Rspとを同一の物理パケット(物理フレーム)にまとめる点である。図8Aは、AP2がAsoc RspとAsoc Reqとの集約を行い、ユニキャストまたは多重化のうちのいずれかの手段を用いて無線端末1へ送信する場合の例を示している。一方、図8Bは、STA2がAsoc Rsp とAsoc Reqとの集約を行い、ユニキャストまたは多重化のうちのいずれかの手段を用いて無線端末1へ送信する場合の例を示している。図8Aおよび図8Bを参照して、本実施形態における双方向のアソシエーション関係の構築に関する処理フローを説明する。なお、第1実施形態と同様、無線端末1から処理を開始する場合を考える。
フレームの多重化には、フレームアグリゲーションや、それぞれ異なる周波数帯域幅を用いてフレームを送信する周波数多重化、複数のアンテナで送信する空間分割多重化、それぞれ異なる符号を使って送信する符号多重化、および、同じ周波数帯域幅でも、それぞれ異なるサブキャリアを用いてフレームを送信する直交周波数多重化などがある。
なお,処理フローの現ステップ(S22)では、アソシエーションが完了していないため、多重化を行うために必要であるが共有できていない情報が存在する場合がある。例えば、IEEE802.11ax規格において周波数多重化や空間多重化を利用し、STA1へのAsoc RspとAP1へのAsoc Reqを多重送信する場合には、ダウンリンク(Downlink:DL)多重の形態をとることになる。この場合、PHYヘッダに含まれるHE-SIG-Bに各リソースユニットあるいは各ストリームの送信先を示すため、AID情報が必要となるが、AID情報は、アソシエーションによって共有される情報である。そこで、不足している情報がある場合には、前ステップ(S21)で送達されたフレームによって、テンポラリの値を割り当てることを考える。
AP2が集約を行う場合(図8A)、AP1の情報を通知されたSTA2は、その情報を利用して、Asoc Req生成に必要な情報をAP2に通知するか、AP1宛てのAsoc ReqをAP2に送る(S23)。
ここで、フレームアグリゲーションを利用して送信を行う例について述べる。Asoc RspとAsoc Reqをフレーム集約してA-MPDU(Aggregate MAC Protocol Data Unit)を構成し、送信する場合は、Asoc RspのMACヘッダの最初のアドレス1フィールドには送信先アドレス(Receiver Address:RA)としてSTA1のMACアドレス、次のアドレス2フィールドには送信元アドレス(Transmitter Address:TA)としてAP2のMACアドレス、アドレス3フィールドにはBSSIDとしてAP2のMACアドレスが入れられる。Asoc ReqのMACヘッダのアドレス1フィールドにはRAとしてAP1のMACアドレス、アドレス2フィールドにはTAとしてSTA2のMACアドレス、アドレス3フィールドにはBSSIDとしてAP1のMACアドレスが入れられる。この場合、先頭のAsoc RspのRAがSTA1に指定されていることにより、STA1がこのA-MPDUを受信・復号することになる。
AP2またはSTA2が送信したフレームは、STA1とAP1それぞれが正しく受信する場合と、AP1がAsoc Rsp、STA1がAsoc Reqといった、本来と異なるMACMAC機能ブロックが受信する場合がある。後者の場合、AP1およびSTA1は、受信したフレームを処理できないため、他のMAC機能ブロックへAbstraction機能ブロックなどを介して転送する(図8A:(S25)、図8B:(S25’))。
STA1は、受信したAsoc Rspを処理し、これによって、AP2とSTA1とのアソシエーションが完了する。また、STA2は、受信したAsoc Rspを処理し、これによって、AP1とSTA2とのアソシエーションが完了する。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。
本実施形態は、基本的には、第2実施形態に基づいているため、ここでは、その差分を説明する。
本実施形態が第2実施形態と異なる点は、第2実施形態では、STA1から送信されるAsoc Reqがトリガーとなってアソシエーションが実行されるための処理フローが開始されていたことに対し、このAsoc Reqを省略する点である。このため、本実施形態では、無線端末1が、第2実施形態における無線端末2と似た動作を行い、無線端末2が、第2実施形態における無線端末1と似た動作を行う。
最後に、AP2は、Asoc RspをSTA1に送信し、アソシエーション関係が構築される(S34[S34’])。ここで、AP1とSTA2のアソシエーション関係の構築結果を示す情報(フラグ)をこのAsoc Rspに追加してもよい。例えば、Status Code of The Other Associationという新規のelementを定義し、通常のStatus Codeフィールドと同様の値の割り当て方にし、受信したAP1からSTA2へのAsoc RspのStatus Codeの内容をコピーして入れる。例えばAP1からSTA2へのAsoc RspのStatus Codeが0でSuccess (成功)であるなら、それと同様の値をStatus Code of The Other Association elementに入れ、AP2からSTA1へのAsoc Rspに含める。このelementを用いる方法では、図11Aの例の場合、STA1はAP1に対し、AP1とSTA2のアソシエーション関係の結果を通知する必要がある(S35)。この結果、AP1は、必ず、AP1からSTA2へ送信したAsoc Rspが正しくSTA2で受信され、AP1とSTA2のアソシエーション関係が構築できたと判断することができる。このように、無線端末1は、Asoc Rspの送信に基づき、無線端末2とのアソシエーション関係が構築されたと判断することができる。
(第4実施形態)
次に、第4実施形態について説明する。
本実施形態は、基本的には、第3実施形態に基づいているため、ここでは、その差分を説明する。
本実施形態が第3実施形態と異なる点は、第3の実施形態では、無線端末1からのAsoc ReqとAsoc Rspをトリガーとして処理が開始されていることに対し、これらのうちのいずれか一方を送信する点である。
以上のように、本実施形態の電子装置においては、第3実施形態における無線端末1からのAsoc ReqとAsoc Rspとの送信(図11A:(S32)、図11B:(S32’))について、Asoc Reqのみ(図13A:(S42))またはAsoc Rspのみ(図13B:(S42’))とすることができる。
次に、第5実施形態について説明する。
本実施形態は、基本的には、第1実施形態から第4実施形態に基づいているため、ここでは、その差分を説明する。
図14は、本実施形態の電子装置(無線端末1および無線端末2)における双方向のアソシエーション関係の構築に関する処理フローの一例を示す図である。
テンポラリAIDを定義する場合、MU通信を行う前に、APから複数のSTAに送信されるフレームが存在することが前提となる。なお,必ずしもアソシエーションフレームでなくてもよく、テンポラリAIDを振り分けるためのBeaconフレームやProbeフレームでもよい。
ここで、UORAとは、RUとして端末を指定せずに実現できるUL OFDMAのことである。送信フレームがあるSTAは、AID無指定のRUに送信するか否かを、CSMA/CAのランダムアクセスと同様の要領で判断する。2端末以上が同一のRUを選択して送信した場合には、衝突により送信はいずれも失敗する。RUのAIDが2045の場合、AIDが未割り当ての端末が利用できる。AID未割り当ての端末はRUで管理フレームを1つしか送信できない。APはMulti-STA BlockAckフレームでAIDを2045にしつつ、通常BlockAck bitmapを表示する領域に受信成功した端末のMACアドレスを入れ、受信成功した端末へのACKの代わりとする。これにより、アソシエーション前でも、APは、複数のSTAから、フレームを同時に送信させることができる。
以上説明したいくつかの実施形態の電子装置によれば、効率的に2つの電子装置が互いにアソシエーションする方法によって、電子装置間の一方的な関係では実現できない双方向のMU通信が実行可能となり、情報伝送の時間効率を向上させる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Claims (20)
- 第1アソシエーション要求フレームを第1電子装置から受信する受信手段と、
前記第1アソシエーション要求フレームの受信に応じて、前記第1アソシエーション要求フレームに対応する第1アソシエーション応答フレームを前記第1電子装置へ送信し、かつ、第2アソシエーション要求フレームを前記第1電子装置へ送信する送信手段と、
を具備する電子装置。 - 前記第1アソシエーション要求フレームには、前記第1電子装置が、第1MACアドレスに指定される第1ステーション部と、前記第1MACアドレスとは異なる第2MACアドレスに指定される第1アクセスポイント部とを有することを識別可能な第1情報が含まれており、
前記第1アソシエーション要求フレームは、前記第1電子装置の前記第1ステーション部より送信されたものであって、
前記第2アソシエーション要求フレームは、前記第1電子装置の第2アクセスポイント部へ送信されたものである、
請求項1に記載の電子装置。 - 前記第1情報は、前記第2MACアドレスの情報であって、
前記送信手段は、前記第2MACアドレスを用いて前記第2アソシエーション要求フレームを送信する、
請求項2に記載の電子装置。 - 第3MACアドレスに指定される第2ステーション部と、前記第3MACアドレスとは異なる第4MACアドレスに指定される第2アクセスポイント部とを備え、
前記第2ステーション部に対応する前記送信手段が、前記第2アソシエーション要求フレームを送信する、
請求項2または請求項3に記載の電子装置。 - 前記第2アクセスポイント部に対応する前記受信手段が、前記第1アソシエーション要求フレームを受信し、
前記第2アクセスポイント部に対応する前記送信手段が、前記第2アソシエーション要求フレームを送信し、
前記第1ステーション部と前記第2アクセスポイント部との間のアソシエーション関係と、前記第2ステーション部と前記第1アクセスポイント部との間のアソシエーション関係とが、同時に構築されうる、
請求項4に記載の電子装置。 - 前記送信手段は、前記第1アソシエーション応答フレームと前記第2アソシエーション要求フレームとを含む第1物理フレームを前記第1電子装置へ送信する請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の電子装置。
- 第1アソシエーション要求フレームを第1電子装置へ送信し、かつ、第2アソシエーション応答フレームを前記第1電子装置へ送信する送信手段と、
前記第1アソシエーション要求フレーム及び前記第2アソシエーション応答フレームを送信した後に、前記第1アソシエーション要求フレームに対応する第1アソシエーション応答フレームを受信する受信手段と、
を具備する電子装置。 - 前記第1アソシエーション要求フレームと前記第1アソシエーション応答フレームとによる前記第1電子装置との第1アソシエーション関係と、前記第2アソシエーション応答フレームによる前記第1電子装置との第2アソシエーション関係とが、同時に構築されうる、請求項7に記載の電子装置。
- 前記送信手段は、前記第1アソシエーション要求フレームと前記第2アソシエーション応答フレームとを含む物理フレームを前記第1電子装置へ送信する請求項7または請求項8に記載の電子装置。
- 前記第1アソシエーション応答フレームの送信に基づき、前記第1電子装置とのアソシエーション関係が構築されたと判断する制御手段をさらに具備する請求項7乃至請求項9のいずれか1項に記載の電子装置。
- 前記送信手段は、前記第1アソシエーション要求フレームを、ブロードキャストで送信し、
前記第1アソシエーション要求フレームは、前記第1電子装置及び第2電子装置に受信されるものであって、
前記受信手段は、前記第1電子装置から前記第1アソシエーション応答フレームを受信し、かつ、前記第2電子装置から、前記第1アソシエーション要求フレームに対応するアソシエーション応答フレームを受信する、
請求項7〜10のいずれか1項に記載の電子装置。 - 第1アソシエーション要求フレームを第1電子装置から受信し、かつ、第2アソシエーション応答フレームを前記第1電子装置から受信する受信手段と、
前記第1アソシエーション要求フレーム及び前記第2アソシエーション応答フレームを受信した後に、前記第1アソシエーション要求フレームに対応する第1アソシエーション応答フレームを送信する送信手段と、
を具備する電子装置。 - 前記第1アソシエーション要求フレームと前記第1アソシエーション応答フレームとによる前記第1電子装置との第1アソシエーション関係と、前記第2アソシエーション応答フレームによる前記第1電子装置との第2アソシエーション関係とが、同時に構築されうる、請求項12に記載の電子装置。
- 前記受信手段は、前記第1アソシエーション要求フレームと前記第2アソシエーション応答フレームとを含む物理フレームを前記第1電子装置から受信する請求項12または請求項13に記載の電子装置。
- 第1アソシエーション要求フレームを第1電子装置へ送信する送信手段と、
前記第1アソシエーション要求フレームに対応する第1アソシエーション応答フレームを前記第1電子装置から受信する受信手段と、
前記第1アソシエーション応答フレームの受信に基づき、前記第1電子装置の第1ステーション部とのアソシエーション関係と、前記第1電子装置の第1アクセスポイント部とのアソシエーション関係とが構築されたと判定する制御手段と、
を具備する電子装置。 - 前記送信手段は、前記第1アソシエーション要求フレームをブロードキャストで送信し、
前記第1アソシエーション要求フレームは、前記第1電子装置及び第2電子装置に受信されるものであって、
前記受信手段は、前記第1電子装置から前記第1アソシエーション応答フレームを受信し、かつ、前記第2電子装置から、前記第1アソシエーション要求フレームに対応するアソシエーション応答フレームを受信する、
請求項15に記載の電子装置。 - 第1アソシエーション要求フレームを第1電子装置から受信する受信手段と、
前記第1アソシエーション要求フレームが受信された場合、前記第1アソシエーション要求フレームに対応する第1アソシエーション応答フレームを前記第1電子装置へ送信する送信手段と、
前記第1アソシエーション応答フレームの送信に基づき、前記第1電子装置の第1ステーション部とのアソシエーション関係と、前記第1電子装置の第1アクセスポイント部とのアソシエーション関係とが構築されたと判定する制御手段と、
を具備する電子装置。 - 第1アソシエーション応答フレームを第1電子装置へ送信する送信手段と、
前記第1アソシエーション応答フレームを送信した後、第2アソシエーション応答フレームを前記第1電子装置から受信する受信手段と、
前記第2アソシエーション応答フレームの受信に基づき、前記第1電子装置の第1ステーション部とのアソシエーション関係と、前記第1電子装置の第1アクセスポイント部とのアソシエーション関係とが構築されたと判定する制御手段と、
を具備する電子装置。 - 前記送信手段は、前記第1アソシエーション応答フレームをブロードキャストで送信し、
前記第1アソシエーション応答フレームは、前記第1電子装置及び第2電子装置に受信されるものであって、
前記受信手段は、前記第1電子装置から前記第2アソシエーション応答フレームを受信し、かつ、前記第2電子装置から、第3アソシエーション応答フレームを受信する、
請求項18に記載の電子装置。 - 第1アソシエーション応答フレームを第1電子装置から受信する受信手段と、
前記第1アソシエーション応答フレームを受信した後、第2アソシエーション応答フレームを前記第1電子装置へ送信する送信手段と、
前記第2アソシエーション応答フレームの送信に応じて、前記第1電子装置の第1ステーション部とのアソシエーション関係と、前記第1電子装置の第1アクセスポイント部とのアソシエーション関係とが構築されたと判定する制御手段と、
を具備する電子装置。
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