JP2021158597A - 通信装置及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高速な移動体に搭載してミリ波通信を行う。【解決手段】通信装置は、他の通信装置との通信に用いる制御フレーム及びデータフレームの送受信制御を行うＭＡＣ制御回路と、前記制御フレーム及び前記データフレームを、送信アンテナ及び受信アンテナを用いて、無線通信する無線回路と、を含み、前記無線回路が、前記制御フレームのうち、前記他の通信装置からOCB Responseサブフィールドを含むSSWフレームを受信した場合、前記ＭＡＣ制御回路は、前記OCB Responseサブフィールドに応じて、通信装置と前記他の通信装置と間で、データ通信を実行するか否かを判断する。【選択図】図９

Description

本開示は、通信装置及び通信方法に関する。

１０ＧＨｚ以上のキャリア周波数において広い周波数帯域を用い、高速かつ低遅延な通信を行う方式が検討されている。例えば、１０ＧＨｚ以上の高い周波数帯においては、波長が短いためにアンテナの小型化が可能であるというメリットを生かし、また、大きな伝搬損失を回避して通信距離を拡大するため、指向性が高く、指向性を電気的に制御可能なアンテナを用いたビームフォーミング技術の検討がなされている。

６０ＧＨｚ帯を用いたミリ波無線ＬＡＮ通信規格として、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ−２０１２規格（非特許文献１）がある。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ−２０１２規格では、ビームフォーミングプロトコルが規定されている。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ−２０１２ ＩＥＥＥ１６０９．３−２０１６

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ−２０１２規格は、固定された無線機、及び、およそ歩行者の移動速度により持ち運ばれる無線機を想定した無線通信方式が規定されており、例えば、自動車、又は、列車といった高速な移動体に搭載してミリ波通信を行うことは想定されていない。

本開示の非限定的な実施例は、高速な移動体に搭載してミリ波通信を行うことができる通信装置及び通信方法の提供に資する。

本開示の一態様に係る通信装置は、他の通信装置との通信に用いる制御フレーム及びデータフレームの送受信制御を行うＭＡＣ制御回路と、前記制御フレーム及び前記データフレームを、送信アンテナ及び受信アンテナを用いて、無線通信する無線回路と、を含み、前記無線回路が、前記制御フレームのうち、前記他の通信装置からOCB Responseサブフィールドを含むSSWフレームを受信した場合、前記ＭＡＣ制御回路は、前記OCB Responseサブフィールドに応じて、通信装置と前記他の通信装置と間で、データ通信を実行するか否かを判断する。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の一態様によれば、高速な移動体に搭載してミリ波通信を行うことができる。

本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。

実施の形態１に係るV2X通信システムのシステム構成の一例を示す図 実施の形態１に係るV2X通信システムにおける通信装置間の無線リンクの一例を示す図 IEEE802.11ad規格に準拠した通信装置の構成の一例を示す図 IEEE802.11ad規格に準拠した通信装置が通信リンクを確立する手順の一例を示す図 IEEE802.11ad規格に準拠した通信装置が通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図 IEEE802.11ad規格に準拠した通信装置間の通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図 実施の形態１に係る通信装置の構成の一例を示す図 実施の形態１に係る通信装置が通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図 実施の形態１に係る通信装置が通信リンクを確立する手順の一例を示す図 実施の形態１に係る通信装置が通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図 実施の形態１に係る通信装置が通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図 実施の形態１に係る通信装置が通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図 図６Ａから図６Ｄの手順を適用することによって確立された無線リンクを示す図 実施の形態１に係るDMG Beaconフレームのフォーマットの一例を示す図 実施の形態１に係るBSS Typeサブフィールドの値と説明の一例を示す図 実施の形態１に係るSSWフレームのフォーマットの一例を示す図 実施の形態１に係るShort SSWパケットペイロードのフォーマットの一例を示す図 実施の形態１に係る通信装置がミリ波通信を行う手順の一例を示すフローチャート 実施の形態１に係る通信装置がミリ波通信を行う手順の一例を説明するシーケンス図 実施の形態１の変形例に係る通信装置の動作の一例を示すフローチャート 実施の形態１の変形例に係るDMG Beaconフレームのフォーマットの一例を示す図 実施の形態１の変形例に係るSSW Feedbackエレメントのフォーマットの一例を示す図 実施の形態１の変形例に係る通信装置がミリ波通信を行う手順の一例を説明するシーケンス図 実施の形態２に係る通信装置の構成の一例を示す図 実施の形態２に係る通信装置がミリ波通信を行う手順の一例を示すフローチャート 実施の形態２に係るWSAフレームのフォーマットの一例を示す図 実施の形態２に係るChannel Infoセグメントのフォーマットの一例を示す図 実施の形態２に係るSSWフレームのフォーマットの一例を示す図 実施の形態２に係る通信装置がミリ波通信を行う手順の一例を示すシーケンス図

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

また、各図面において、共通の構成要素には同一の符号が付される。また、同種の要素を区別して説明する場合には、「車両１０Ａ」、「車両１０Ｂ」のように参照符号を使用し、同種の要素を区別しないで説明する場合には、「車両１０」のように参照符号のうちの共通番号を使用することがある。なお、「車両」は、「移動体」あるいは「モビリティ」と呼んでもよい。

（実施の形態１）
図１Ａは、V2X（Vehicle to Everything）通信システム１のシステム構成の一例を示す図である。

通信システム１において、車両１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｍ）はそれぞれ、通信装置１００（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ、１００ｇ、１００ｈ、１００ｉ、１００ｊ、１００ｋ、１００ｍ）を備える。また、歩行者２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）はそれぞれ、通信装置１００（１００ｎ、１００ｐ、１００ｑ）を備える。また、路側機３０（３０ａ、３０ｂ）は、それぞれ、通信装置１００（１００ｒ、１００ｓ）を備える。

なお、車両１０、歩行者２０、路側機３０は、それぞれ、複数の通信装置１００を備えてもよい。

通信装置１００は、ミリ波通信方式に準拠した通信機能を備える。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ規格、ＩＥＥＥ８０２．１１−２０１６規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｙ規格（ドラフト）、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｄ規格（ドラフト）、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃ規格、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ｅ規格、３ＧＰＰ ＮＲ（New Radio）方式に準拠してもよい。

図１Ｂは、実施の形態１に係るV2X通信システムにおける通信装置間の無線リンクの一例を示す図である。図１Ｂは、通信システム１における通信装置１００間の無線リンクの一例を示す。通信装置１００間の破線矢印は、それぞれ無線リンクを示す。一例として、通信装置１００ａは、通信装置１００ｂ、１００ｅ、１００ｒと無線リンクを持つ、つまり、相互に通信が可能であるが、例えば、通信装置１００ｃとは無線リンクを持たない場合がある。たとえば、通信装置１００間の距離が大きい、通信装置間に他の車などの遮蔽物がある、といった理由から通信装置１００間のリンクが無い場合がある。図１Ｂに示すように、Ｖ２Ｘ通信を行う通信システム１は、複数の通信装置１００のそれぞれの間に１つ以上の無線リンクを持ち、また、車両１０、歩行者２０が移動した場合に、複数の通信装置１００のそれぞれの間の無線リンクの有無や品質が変動する。

図２は、IEEE802.11ad規格に準拠した通信装置の構成の一例を示す図である。図２は、通信装置１００の構成を示す。通信装置１００は、アンテナ１０１、無線回路１０２、MAC（Media Access Control）制御回路１０３、ホストCPU（Central Processing Unit）１０４、周辺機器１０５を備える。なお、ホストCPU１０４とMAC制御回路１０ａをまとめて制御回路と称してもよい。

アンテナ１０１は、１つ以上のアンテナ素子を含んでよい。また、アンテナ１０１は、例えば、フェーズドアレイアンテナ、アレイアンテナであってもよい。送信アンテナと受信アンテナを個別に備えてもよく、共用であってもよい。アンテナ１０１は、アンテナ指向性を切り替える機能（例えば、ビームステアリング機能、ビームフォーミング機能、と呼ぶ）を持ってもよい。通信先の通信装置と良好な品質で通信を行うための指向性を選択する手順を、ビームフォーミングトレーニングと呼ぶ。

無線回路１０２は、RF（Radio Frequency：高周波）回路、PHY（PHYsical layer：物理層）制御回路、を含み、IEEE802.11ad規格等に規定されるパケットの送受信制御を行う。無線回路１０２をトランシーバと呼ぶ場合がある。

MAC制御回路１０３は、例えば、IEEE802.11ad規格に規定されるMACフレーム（制御フレーム）の送受信制御を行う。また、MAC制御回路１０３は、無線回路１０２の制御を行い、例えば、通信先の通信装置を発見する手順（ディスカバリやスキャンと呼ばれる）、ビームフォーミングトレーニング手順、RTS/CTS（Request to Send/Clear to Send）手順の制御を行う。

ホストCPU１０４は、MAC制御回路１０３の制御を行う、例えば、デバイスドライバ、サプリカントソフトウェアを実行する。また、OS（Operating System）やアプリケーションソフトウェアを実行する。

周辺機器１０５は、ホストCPU１０４に接続され、ホストCPU１０４がソフトウェアを実行するために利用される、例えば、HDD(Hard Disk Drive：ハードディスクドライブ)、SSD(Solid State Drive：ソリッドステートドライブ)、イーサネット（登録商標）コントローラ・イーサネットボードといったネットワーク拡張機器、GNSS(Global Navigation Satellite System：全球測位衛星システム)のアプリケーションソフトウェアに利用される周辺機器を含んでよい。

次に、IEEE802.11ad規格に準拠した通信装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅが通信リンクを確立する方法について説明する。図３Ａは、IEEE802.11ad規格に準拠した通信装置が通信リンクを確立する手順の一例を示す図である。図３Ｂは、IEEE802.11ad規格に準拠した通信装置が通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図である。図３Ｃは、IEEE802.11ad規格に準拠した通信装置間の通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図である。

図３Ａにおいて、通信装置１００ａは、ディスカバリモード(DM：Discovery Mode)サブフィールドの値を１に設定した（フラグを立てた）複数のDMG（Directional Multi Gigabit） Beaconフレームを、アンテナ１０１のアンテナ指向性を変えながら送信する。また、通信装置１００ｄは、複数のDMG（Directional Multi Gigabit） Beaconフレームを、アンテナ１０１のアンテナ指向性を変えながら送信する。

図３Ｂにおいて、通信装置１００ａが送信するDMG Beaconフレームに対し、通信装置１００ｂ、１００ｃが応答した場合、通信装置１００ａは、通信装置１００ｂ、１００ｃに対してアソシエーション手続きを行い、PBSS（Personal Basic Service Set）１００１ａを開始する。通信装置１００ａは、PCP（PBSS Control Point）となり、PBSS１００１ａのスケジューリングを行う。

通信装置１００ｂは、Discovery Modeサブフィールドの値を１に設定した複数のDMG Beaconフレームを、アンテナ１０１のアンテナ指向性を変えながら送信し、通信装置１００ｃが応答した場合、通信装置１００ｃがPBSS１００１ａに参加していることを認識する。

通信装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、それぞれ、通信装置１００ａが通知するスケジューリング情報に従い、データ通信の可否やビームフォーミングトレーニングの実行可否を判断し、PBSS１００１ａに参加する通信装置１００と、相互に通信を行う。

同様に、通信装置１００ｄは、Discovery Modeサブフィールドの値を１に設定した複数のDMG Beaconフレームを送信し、応答した通信装置１００ｅがいずれのPBSSにも参加しない場合、通信装置１００ｄをPCPとするPBSS１００１ｂを開始し、PBSS１００１ｂに参加する通信装置１００（１００ｅ）と相互に通信を行う。

なお、図３Ｂにおいて、DMG Beaconを送信した通信装置１００ａ、１００ｄがPCPに選択されたが、他の通信装置１００がPCPとして選択されてもよい。一例として、通信装置１００ｂまたは通信装置１００ｃがPBSS１００１ａのPCPであってもよく、通信装置１００ｅがPBSS１００１ｂのPCPであってもよい。

図３Ｃにおいて、通信装置１００ｄを備える車両１０ｄ（図示せず）が移動し、通信装置１００ｂ、１００ｃとの通信圏内まで接近した場合、通信装置１００ｂ、１００ｃは、通信装置１００ｄが送信したDMG Beaconに応答するが、通信装置１００ｂ、１００ｃはすでにPBSS１００１ａに参加しているため、PBSS１００１ｂに参加しなくてもよい。この場合、通信装置１００ｂ、１００ｃと、通信装置１００ｄは、相互に通信することが困難である。

図４は、通信装置の構成の他の一例を示す図である。図４は、図３Ｃと同様の状況において、通信装置１００ｂ、１００ｃと、通信装置１００ｄが相互に通信を行うための通信装置２００の構成の一例を示す。通信装置２００は、複数のMAC制御回路１０３を備える。一例として、図４の通信装置２００は、２つのMAC制御回路１０３a、１０３ｂを備える。

MAC制御回路１０３a、１０３ｂは、図２のMAC制御回路１０３を２つ備えることで構成されてもよく、また別の例として、MAC制御回路１０３a、１０３ｂは、１つの回路が２つのMAC制御回路１０３と同等の機能を具備するソフトウェアを用いて構成されてもよい。例えば、図２のMAC制御回路１０３に含まれるCPU（図示せず）、DSP（Digital Signal Processor：図示せず）、FPGA（Field Programmable Gate Array：図示せず）、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）の処理性能を高め、ソフトウェアにより疑似的に２つのMAC制御回路１０３a、１０３ｂと同等の機能を具備するよう構成してもよい。

図５は、実施の形態１に係る通信装置が通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図である。図５は、通信装置２００（２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ、２００ｅ）が、図３Ｃと同様にPBSS１００１a（通信装置２００ａがPCP、通信装置２００ｂ、２００ｃが参加）とPBSS１００１ｂ（通信装置２００ｄがPCP、通信装置２００eが参加）を構成し、通信装置２００ｄが、通信装置２００ｂ、２００ｃに接近した状態について示す。

通信装置２００ｂ、２００ｃのそれぞれは、MAC制御回路１０３ａがPBSS１００１ａへの参加を制御し、PCPである通信装置２００ａからのスケジューリング情報に従い、通信の制御を行う。なお、通信装置２００ｂ、２００ｃが、PCPである通信装置２００ａからのスケジューリング情報に従い、通信の制御を行うことを、通信装置２００ｂ、２００ｃは、通信装置２００ａに同期するという。

通信装置２００ｂ、２００ｃは、通信装置２００ｄに接近した場合、他方のMAC制御回路１０３ｂを用いて、通信装置２００ｄとアソシエーション手続きを行い、PBSS１００１ｂへ参加してもよい。つまり、通信装置２００は、具備するMAC制御回路１０３の数に応じて、複数のPBSSに参加してもよい。

しかしながら、通信装置２００は、参加できるPBSSの数は、具備するMAC制御回路１０３の数に制約される。例えば、図５において、PBSS１００１ｃ（図示せず）のPCPである通信装置２００ｆ（図示せず）が、通信装置２００ｂに接近した場合に、通信装置２００ｂは既に２つのPBSSに参加しているので、さらにPBSS１００１ｃに参加して通信装置２００ｆと通信することは困難である。

また、通信装置２００は、複数のMAC制御回路１０３ａ、１０３ｂを備えるため、または、図２のMAC制御回路１０３の処理性能を高めた回路を用いるため、回路規模が増大し、消費電力が増大する。

次に、V2X通信システムにおいて、回路規模を増大せずに周囲の通信装置と相互に通信を可能とする方法について述べる。

図６Ａは、実施の形態１に係る通信装置が通信リンクを確立する手順の一例を示す図である。図６Ｂは、実施の形態１に係る通信装置が通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図である。図６Ｃは、実施の形態１に係る通信装置が通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図である。図６Ｄは、実施の形態１に係る通信装置が通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図である。図６Ａから図６Ｅは、通信装置３００（３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ、３００ｅ）が相互に通信を行う方法を示す。通信装置３００の構成は、図２における通信装置１００と同様であるが、MAC制御回路１０３及びホストCPU１０４は、図３Ａ〜図３Ｃとは異なる制御方法により、異なる動作を行う。

図６Ａにおいて、通信装置３００ａ、３００ｄは、OCB Mode（Outside the Context of a BSS：BSSに参加しない）サブフィールドの値を１に設定した（フラグを立てた）複数のDMG Beaconフレームを、アンテナ１０１のアンテナ指向性を変えながら送信する。OCB Modeサブフィールドは、通信装置３００がBSSに参加せずに相互に通信を行うか否かを示す値を含む。また、OCB Modeサブフィールドの値が１である場合、通信装置３００がアソシエーションを行わずにデータフレームの送信を行うことを示す。なお、通信装置３００ｄ、３００ｅは、OCB Modeサブフィールドに加え、Discovery Modeサブフィールドの値を１に設定して送信してもよい。

図７Ａは、実施の形態１に係るDMG Beaconフレームのフォーマットの一例を示す図である。図７Ａは、DMG Beaconフレームのフォーマットを示す。DMG Beaconフレームは、Frame Controlフィールド、Durationフィールド、BSSIDフィールド、Frame Bodyフィールド、FCSフィールドを含む。

Frame Controlフィールドは、フレームの種類を示す情報を含み、DMG Beaconフレームであることを示す。Durationフィールドは、通信装置３００が複数のDMG Beaconフレームを送信する場合、複数のDMG Beaconの送信終了までの時間を示す。

BSSID（Basic Service Set Identifier）は、BSSの識別番号を示す。通信装置３００は、OCBモードで通信を行う場合、BSSIDフィールドの値を、ワイルドカードを示す値（全てのビットが１）に設定する。

Frame Bodyは、複数のフィールドを含む（後述）。FCS（Field Check Sequence）は、誤り検出符号（一例として、CRC：Cyclic Redundancy Check符号）を含む。

Frame Bodyは、Timestampフィールド、Sector Sweepフィールド、Beacon Intervalフィールド、Beacon Interval Controlフィールド、DMG Parametersフィールドを含む。また、必須ではない１以上のフィールド（Optional fieldsという）を追加してもよい。

Timestampフィールドは、通信装置間で時刻同期を行うための情報を含む。

Sector Sweepフィールドは、通信装置３００が、アンテナ１０１のアンテナ指向性を変えながら複数のDMG Beaconフレームを送信する場合、セクタ番号やアンテナアレイ番号といった指向性に関連する情報を含む。DMG Beaconフレームを受信した他の通信装置は、受信品質が最良のDMG Beaconフレームに含まれるセクタ番号、アンテナアレイ番号をSSWフレーム（後述）に含めて通信装置３００へ通知する。これにより、通信装置３００は、最良のセクタ番号、アンテナアレイ番号（つまり、最良の指向性）を選択してデータフレームを送信することができる。

Beacon Intervalフィールドは、CC Presentサブフィールド、Discovery Modeサブフィールド、Next Beaconサブフィールド、ATI Presentサブフィールド、A-BFT Lengthサブフィールド、FSSサブフィールド、IsResponderTXSSサブフィールド、Next A-BFTサブフィールド、Fragmented TXSSサブフィールド、TXSS Spanサブフィールド、N BIs A-BFTサブフィールド、A-BFT Countサブフィールド、N A-BFT in Antサブフィールド、PCP Association Readyサブフィールド、Reserved（予約）ビットを含む。

通信装置３００は、Discovery Modeサブフィールドの値を１に設定する。これにより、通信装置３００は、送信するDMG Beaconが、BSSの同期情報を通知するものではないことを示す。

Next Beaconサブフィールド、ATI Presentサブフィールド、A-BFT Lengthサブフィールド、FSSサブフィールド、IsResponderTXSSサブフィールド、Next A-BFTサブフィールド、Fragmented TXSSサブフィールド、TXSS Spanサブフィールド、N BIs A-BFTサブフィールド、A-BFT Countサブフィールド、N A-BFT in Antサブフィールド、PCP Association Readyサブフィールド、Reserved（予約）ビットの説明は省略する（非特許文献１を参照）。

DMG Parametersフィールドは、BSS Typeサブフィールド、CBAP Onlyサブフィールド、CBAP Sourceサブフィールド、DMG Privacyサブフィールド、ECAPC Policy Enforcesサブフィールド、OCB Modeサブフィールド、Reserved（予約）ビットを含む。

図７Ｂは、実施の形態１に係るBSS Typeサブフィールドの値と説明の一例を示す図である。図７Ｂに、BSS Typeサブフィールドの値と説明を示す。通信装置３００が送信したDMG Beaconフレームに対し、APが応答する場合、BSS Typeサブフィールドの値を3に設定する。通信装置３００が送信したDMG Beaconフレームに対し、PCPが応答する場合、BSS Typeサブフィールドの値を2に設定する。一例として、図３Ｃにおいて、通信装置１００ｂは、DMG Beaconフレームを送信して通信装置１００ｄを発見してもよいが（図示なし）、このとき、通信装置１００ｂは、DMG BeaconフレームのBSS Typeサブフィールドの値を、2に設定することで、PCPである通信装置１００ｄが応答する。

他の通信装置が、OCB Responseサブフィールド（後述）の値を１に設定したSSWフレームを送信してDMG Beaconフレームに応答するように、通信装置３００は、BSS Typeフィールドの値を1または0に設定する。通信装置３００は、OCBモードに対応した他の通信装置通信を行い、または／および、既存のAP、PCPに接続する場合、BSS Typeサブフィールドの値を0に設定する。

通信装置３００は、OCBモードにおいては、APやPCPを用いず、通信タイミングのスケジューリングを行わないため、図７ＡのCBAP Onlyフィールドの値を1に設定する。

通信装置３００は、OCBモードを用いるため、OCB Modeサブフィールドの値を1に設定する。OCB Modeサブフィールドは、IEEE802.11ad規格における予約ビットを利用し、追加されたフィールドである。つまり、IEEE802.11ad規格に対応し、OCBモードをサポートしない通信装置（通信装置１００、２００）は、OCB Modeサブフィールドを無視し、BSS Typeが示す値が通信装置１００、２００の役割に一致する場合に、DMG Beaconフレームへ応答を行う。

なお、OCB Modeサブフィールドを、DMG Parametersフィールドに含める代わりに、Beacon Interval Controlフィールドや他のフィールドに含めてもよい。また、DMG Beaconフレームのオプションフィールドとして、OCB Parameters（一例、図示なし）フィールドを追加し、DMG BeaconフレームにOCB Parametersフィールドが存在する場合、OCBモードをサポートすることを表し、OCB Parametersフィールドが存在しない場合、OCBモードをサポートしないことを表すようにしてもよい。

通信装置３００は、図７ＡのDMG Beaconフレームを送信した場合、OCBモードに対応した通信装置及びOCBモードに対応しない通信装置１００、２００から応答を受ける場合がある。通信装置３００は、OCBモードに対応しない通信装置からの応答を受けた場合、プローブ要求フレームを送信し、IEEE802.11ad規格に記載されるアクティブスキャン手順を行ってもよい。つまり、通信装置３００は、OCBモードに対応した通信装置及びOCBモードに対応しない通信装置と通信を行うことができる。

DMG Parametersフィールドの他のサブフィールド（CBAP Onlyサブフィールド、CBAP Sourceサブフィールド、DMG Privacyサブフィールド、ECAPC Policy Encorcesサブフィールド、Reserved（予約）ビット）の説明は省略する（非特許文献１を参照）。

図６Ｂにおいて、通信装置３００ｂ、３００ｃは、通信装置３００ａから図７ＡのDMG Beaconフレームを受信した場合、SSW（Sector SWeep）フレームを送信して応答する（後述、図８を参照）。図６Ｂにおいて、通信装置３００ａは、PBSSを開始せず、通信装置３００ｂ、３００ｃは、通信装置３００ａとアソシエーション手続きを行わないが、通信装置３００ａと通信装置３００ｂとは相互に通信を行ってよく、また、通信装置３００ａと通信装置３００ｃとは相互に通信を行ってもよい。なお、図６Ｂにおいて、通信装置３００ａと通信装置３００ｂとの組み合わせと、通信装置３００ａと通信装置３００ｃの組み合わせが相互に通信を行うまでの手順の詳細を、図１０を用いて後述する。

なお、図６Ｂにおいて、通信装置３００ｄ、３００ｅは、同様に、PBSSの開始及びアソシエーション手続きをおこなわず、相互に通信を行う。

図６Ｃを用いて、通信装置３００ｄが、通信装置３００ｂ、３００ｃに近づいた場合に、通信装置３００ｄと３００ｂ、及び通信装置３００ｄと３００ｃが通信を行う方法を説明する。

通信装置３００ｄは、図７ＡのDMG BeaconフレームをOCB Modeサブフィールドの値を１に設定し、アンテナ１０１のアンテナ指向性を変更しながら、DMG Beaconフレームを複数回送信する。通信装置３００ｂ、３００ｃは、図７ＡのDMG Beaconフレームを通信装置３００ｄから受信した場合、SSWフレームを送信して応答する。通信装置３００ｄは、PBSSを開始せず、通信装置３００ｂ、３００ｃは、通信装置３００ｄとアソシエーション手続きを行わないが、通信装置３００ｄと通信装置３００ｂとは相互に通信を行ってもよく、また、通信装置３００ｄと通信装置３００ｃとは相互に通信を行ってもよい。

つまり、図６Ｃにおいて、通信装置３００ｄが通信装置３００ｂ、３００ｃと通信を行う手順は、図６Ａにおいて、通信装置３００ａが通信装置３００ｂ、３００ｃと通信を行う手順と同様である。通信装置３００ｄが通信装置３００ｂ、３００ｃと通信を行う手順は、通信装置３００ｄが通信装置３００ｅと既に通信を行ったか否かによらない。

なお、図６Ｄにおいて、通信装置３００ｅは、図６Ｃの通信装置３００ｄと同様に、図７ＡのDMG Beaconフレームを用いて、通信装置３００ｂ、３００ｃと通信を行ってもよい。

図６Ｅは、図６Ａから図６Ｄの手順を適用することによって確立された無線リンクを示す。図３Ｃと異なり、通信装置３００ｂと通信装置３００ｄとの組、通信装置３００ｃと通信装置３００ｄとの組、通信装置３００ｂと通信装置３００ｅとの組、通信装置３００ｃと通信装置３００ｅとの組の間で無線リンクが確立できる。このため、図７ＡのDMG Beaconフレームを用いた通信装置３００は、より多数の通信装置との間で通信が可能となる。また、通信装置３００は、図４の通信装置２００と異なり、複数のMAC制御回路１０３を必要としないため、回路規模が小さく、消費電力が小さい。

図８Ａは、実施の形態１に係るSSWフレームのフォーマットの一例を示す図である。SSWフレームは、Frame Controlフィールド、Durationフィールド、RA（Receiver Address）フィールド、TA（Transmitter Address）フィールド、SSWフィールド、SSW Feedbackフィールド、FCSフィールドを含む。

Frame Controlフィールドは、フレームの種類を示す情報を含み、SSWフレームであることを示す情報を含む。Durationフィールドは、SLS（Sector Level Sweep、ビームフォーミングトレーニングの一形態）の完了までの時間を示す。RA、TAフィールドは、それぞれ、SSWフレームを受信、送信する通信装置のMACアドレスを含む。SSWフィールドは、セクタ番号、アンテナアレイ番号といったSLSに必要な情報を含む。

SSW Feedbackフィールドは、Sector Selectサブフィールド、DMG Antenna Selectサブフィールド、SNR Reportサブフィールド、Poll Requiredサブフィールド、OCB Response（OCB応答）サブフィールド、Reserved（予約）ビット、Unsolicited RSS Enabledサブフィールド、EDMG Extension Flagサブフィールドを含む。

OCB Responseサブフィールドは、通信装置３００が、アソシエーションを行わずにデータフレームを送信する（OCBモードという）ことを示す。通信装置３００は、他の通信装置からOCBモードサブフィールドの値を１に設定したDMG Beaconフレームを受信した場合、OCBモードサブフィールドの値を１に設定したSSWフレームを送信する。

OCB Responseサブフィールドは、OCB Mode（OCBモード）サブフィールド、OCB Supported（OCBをサポートする）といった他のサブフィールド名であってもよい。

SSW Feedbackフィールドの他のサブフィールド（Sector Selectサブフィールド、DMG Antenna Selectサブフィールド、SNR Reportサブフィールド、Poll Requiredサブフィールド、Reserved（予約）ビット、Unsolicited RSS Enabledサブフィールド、EDMG Extension Flagサブフィールド）の説明は省略する（非特許文献１を参照）。

通信装置３００は、図８ＡのSSWフレームの代わりに、Short SSWパケットを送信してもよい。図８Ｂは、実施の形態１に係るShort SSWパケットペイロードのフォーマットの一例を示す図である。

Short SSW パケットは、Packet Typeフィールド、Directionフィールド、OCB Responseフィールド、Source AIDフィールド、Destination AIDフィールド、CDOWNフィールド、RF Chain IDフィールド、Short SSW Feedbackフィールド、FCSフィールドを含む。

OCB Responseサブフィールドは、通信装置３００が、OCBモードをサポートすることを示す。通信装置３００は、他の通信装置からOCB Modeサブフィールドの値を１に設定したDMG Beaconフレームを受信した場合、OCB Responseフィールドの値を１に設定したShort SSWパケットを送信する。

Short SSW パケットの他のフィールド（Packet Typeフィールド、Directionフィールド、Source AIDフィールド、Destination AIDフィールド、CDOWNフィールド、RF Chain IDフィールド、Short SSW Feedbackフィールド、FCSフィールド）の説明は省略する（非特許文献１を参照）。

図９は、実施の形態１に係る通信装置がミリ波通信を行う手順の一例を示すフローチャートである。図９に、通信装置３００ａが通信装置３００ｂと通信を行う手順を示す。

（ステップＳ１００１）通信装置３００ａは、スキャン開始指示（図示せず）を受け、ステップＳ１００１の動作を開始する。通信装置３００ａは、図７ＡのDMG BeaconフレームのDiscovery Modeサブフィールド及び、OCB Modeサブフィールドの値を１に設定し、送信する。通信装置３００ａは、アンテナ１０１のアンテナ指向性を変えながら、複数のDMG Beaconフレームを送信してもよい。

（ステップＳ１００３）通信装置３００ａは、A-BFTにおいてSSWフレームを受信した場合、ステップＳ１００４へ進む(ステップＳ１００３においてYes)。通信装置３００ａは、SSWフレームを受信しない場合、ステップＳ１００１へ戻る(ステップＳ１００３においてNo)。

（ステップＳ１００４）通信装置３００ａは、ステップＳ１００３においてYesの場合、SSWフレームの送信元（一例として、通信装置３００ｂとする）に対し、SSWフィードバックフレームを送信する。

（ステップＳ１００５）通信装置３００ａは、スキャン終了の判定を行い、終了時は、ステップＳ１００６へ進む（ステップＳ１００５のYes）。通信装置３００ａは、ステップＳ１００１のスキャン開始後、所定のスキャン時間が経過した場合、スキャン終了と判断してもよい。スキャン時間は、ステップＳ１００１のスキャン開始指示に含めて、一例として、ホストCPU１０４がMAC制御回路１０３へ通知してもよい。通信装置３００ａは、スキャン終了しない場合、ステップＳ１００１へ戻る(ステップＳ１００５においてNo)。

スキャン時間を、許容できる遅延時間に基づき定めることによって、通信装置３００ａは、許容される遅延時間の中で多くの通信装置と通信を行うことができる。スキャン時間は、一例として、200ミリ秒以上300ミリ秒未満である。

通信装置３００ａは、OCB Modeサブフィールドの値が1であるSSWフレームを少なくとも１つ受信した場合、ステップＳ１００５において、スキャン時間が経過したか否かによらず、Yesと判定してもよい。つまり、ステップＳ１００５とステップ１００６（後述）の順序を入れ替えてもよい。これにより、通信装置３００ａは、OCBモードに対応し、通信装置３００ａと通信可能である他の通信装置３００ｂを、少ない遅延時間で発見し、通信を開始することができる。

（ステップＳ１００６）通信装置３００ａは、SSWフレームのOCB Modeサブフィールドの値が1であるSSWフレームを少なくとも１つ受信した場合、ステップＳ１００７へ進む（ステップＳ１００６のYes）。ステップＳ１００６においてNoである場合、通信装置３００ａは処理を終了する。

（ステップＳ１００７）通信装置３００ａは、通信装置３００ｂ（OCB Modeサブフィールドの値が1であるSSWフレームを送信した通信装置）とSLS（Sector Level Sweep、ビームフォーミングトレーニングの一形態）を行い、送信及び受信アンテナのトレーニングを行う。これにより、通信装置３００ａ、３００ｂは、通信品質を高めるように送信アンテナ及び受信アンテナの指向性を選択でき、データレートを高めることができる。

通信装置３００ａは、ステップＳ１００７において、BRP（Beam Refinement Protocol）を実行してもよい。BRPは、SLSに比べより精密にアンテナ１０１の指向性制御を行い、通信品質を高める方式である。

（ステップＳ１００８）通信装置３００ａは、ステップＳ１００７においてSLSが正常に完了しない場合（ステップＳ１００８のNo）、ステップＳ１００７へ戻る。通信装置３００ａは、ステップＳ１００７においてSLSが正常に完了しない場合、何度かステップＳ１００７を繰り返し、なお正常に完了しない場合にステップＳ１００１へ戻るようにしてもよい。

SLSが正常に完了しない理由として、通信装置３００ａ、３００ｂが搭載された車両や歩行者が移動したために通信装置３００ａ、３００ｂの間の距離が広がった場合や、通信装置３００ａと３００ｂの間に遮蔽物（一例として、他の車両）が進入して無線リンクの確立が困難な場合、などがある。この場合、通信装置３００ａは、ステップＳ１００１に戻り手順を行うことにより、通信可能な他の通信装置を発見したり、遮蔽物が移動した後に再び通信装置３００ｂと接続したりすることが可能となる。

通信装置３００ａは、ステップＳ１００７においてSLSが正常に完了した場合（ステップＳ１００８のYes）、ステップＳ１００９へ進む。

（ステップＳ１００９）通信装置３００ａは、ステップＳ１００７において選択した指向性にアンテナ１０１を設定し、データフレームを送信する。

（ステップＳ１０１０）通信装置３００ａは、リンク品質が低下した場合、一例として、受信電力やＳ／Ｎ（Signal to Noise：信号対ノイズ）比が低下した場合、またはパケットエラー率が増加した場合、ステップＳ１００７に戻り、通信装置３００ｂとSLSを行ってもよい（ステップＳ１０１０のYes）。一方、通信装置３００ａは、リンク品質が低下しなかった場合、ステップＳ１０１１へ進む（ステップＳ１０１０においてNo）。なお、通信装置３００ａは、リンク品質によらず、一定時間経過した場合にステップＳ１００７へ戻りSLSを実行してもよい。

（ステップＳ１０１１）通信装置３００ａは、ステップＳ１００１においてDMG Beaconフレームの送信を開始してから所定の時間（Beacon Interval：ビーコンインターバル）が経過した場合（ステップＳ１０１１のYes）、ステップＳ１００１に戻り、DMG Beaconフレームの送信を行う。これは、所定の時間が経過する間に、通信装置３００ａに接近した通信装置を発見し、通信を開始するためである。一方、通信装置３００ａは、所定の時間が経過するまでは、ステップＳ１００９に戻り、データフレームの送信を行う（ステップＳ１０１１においてNo）。

通信装置３００ａがステップＳ１００１を繰り返す時間（ビーコンインターバル）は、ステップＳ１００１を行う毎に、10TU（Time Unit：1TUは1.024ミリ秒）以上200TU未満の間で、ランダムに決定してもよい。

通信装置３００ａは、通信装置３００ａを備える車両１０ａ又は歩行者２０ａの移動速度に応じて、SLSを実行する時間間隔を変更してもよい。車両１０ａ又は歩行者２０ａの移動速度が速い場合にSLSを実行する時間間隔を短くすることで無線リンクの品質を高く保つことができ、車両１０ａ又は歩行者２０ａの移動速度が遅い、又は停止している場合にSLSを実行する時間間隔を長くすることで、SLSのオーバーヘッドによるデータレートの低下や、他の通信装置への干渉を低減することができる。

通信装置３００ａがOCBモードで動作する場合、つまり、通信装置３００ａが図７ＡのDMG BeaconフレームのOCB Modeサブフィールドの値を1に設定して送信し、OCB Responseサブフィールドの値を１に設定された図８のSSWフレームを通信装置３００ｂから受信した場合、通信装置３００ａは、通信装置３００ｂとSLSを実行する時間間隔を短くしてよい。

また、通信装置１００ａがOCBモードで動作しない場合、つまり、通信装置１００ｂからOCB Responseサブフィールドの値が0であるSSWフレームを受信した場合、通信装置１００ａは、通信装置１００ｂとSLSを実行する時間間隔を長くしてもよい。

これにより、OCBモードをサポートする通信装置３００ｂが車両に搭載される場合、SLSを実行する時間間隔を短くすることで無線リンクの品質を高く保つことができる。OCBモードをサポートしない通信装置１００ｂが移動しない機器、例えば基地局やアクセスポイントに搭載される場合、SLSを実行する時間間隔を長くすることで、SLSのオーバーヘッドによるデータレートの低下や、他の通信装置への干渉を低減することができる。

車両１０、歩行者２０、移動する主体に搭載される通信装置３００は、OCBモードを用いることによって、図１Ｂに示した多数の通信装置間で多くの無線リンクが存在する状況において、図６Ａから図６Ｅに示したように通信装置の移動に応じて無線リンクを柔軟に変更できる。また、路側機３０に搭載される通信装置３００は、移動しないが、OCBモードを用いることによって、車両１０、歩行者２０に搭載される通信装置３００と単一のモード（OCBモード）によって通信を行うことができ、MAC制御を簡易にすることができる。

一方、移動する通信装置３００が、移動しない基地局やアクセスポイントを用いて通信を行い、移動する他の通信装置３００と直接通信を行う場合、OCBモードを用いず、アソシエーションを行うことによって、スケジューリングといった機能を活用できるため、効率的な通信が可能である。

なお、通信装置３００ａは、OCB Responseサブフィールドの値が0であるSSWフレームを少なくとも１つ受信した場合（一例として、送信元を通信装置１００ｂとする）、ステップＳ１００４においてSSWフィードバックフレームを送信した後、プローブ要求フレームを受信し、または、プローブ要求フレームを送信し、さらに、スキャン終了後、通信装置１００ｂとのアソシエーション手続きを開始してもよい。

例えば、通信装置３００ａは、ステップＳ１００６において、OCB Responseサブフィールドの値が0であるSSWフレームを受信した場合（ステップＳ１００６のＮｏ）、図９のフローは終了し、図３Ａから図３Ｃの手順によりIEEE802.11ad規格に定めるPBSS開始または参加の手順を行い、通信装置３００ａは、ステップＳ１００６においてOCB Responseサブフィールドの値が1であるSSWフレームを受信した場合（ステップＳ１００６のＹＥＳ）、図９のステップＳ１００７以後の手順を行うことで、図６Ａから図６Ｅに示すように、多数の無線リンクを確立することができる。

このため、通信装置３００は、OCBモードをサポートする通信装置３００と、OCBモードをサポートしないIEEE802.11ad準拠の通信装置とが混在する状況において、それぞれの通信装置と通信することができる。

なお、ステップＳ１００７において、通信装置３００は、SLSを行うとしたが、BRP（Beam Refinement Protocol）の手続きを行ってもよい。ステップＳ１００１からＳ１００６の手順により、通信装置３００ａ、３００ｂが無線リンクを確立している場合、通信装置３００は、SLSの代わりにBRPを行うことにより、低遅延で高精度なビームフォーミングを行うことができる。一方、ステップＳ１０１０において無線リンクが切断されたと判定された場合や、Ｓ／Ｎ比が低くBRPが成功する確率が低いと想定される場合、通信装置３００は、前述の通りSLSを行うことで、ビームフォーミングが成功する確率を高めることができる。

図１０は、実施の形態１に係る通信装置がミリ波通信を行う手順の一例を説明するシーケンス図である。図１０を用いて、通信装置(STA：STAtion)３００ｄが、通信装置３００ｂ、３００ｃと通信を行う手順（図６Ｃを参照）の詳細について説明する。図１０において、”MAC”は、一例として、MAC制御回路１０３の動作を表す。”higher layer entities”は、一例として、ホストCPU１０４の動作を表す。また、”higher layer entities”は、一例として、SME（Station Management Entity：端末管理部）、サプリカント、ドライバ、OSといったソフトウェアであってもよい。

MACにおいては、MLME（MAC Layer Management Entity）SAP（Service Access Point）と呼ばれるインターフェース仕様が規定されている。MLME SAPは、MLME-と接頭辞が付与されたプリミティブの定義を含み、MAC（MAC制御回路１０３）を制御するために用いてもよい。また、MACにおいては、MAC SAPと呼ばれるインターフェース仕様が規定されている。MAC SAPは、MA-と接頭辞が付与されたプリミティブ定義を含み、MAC（MAC制御回路１０３）におけるデータ送受信の制御を行うために用いてもよい。

なお、MLME SAP及びMAC SAPのインターフェース仕様及びプリミティブは、便宜上規定されたものであり、MAC制御回路１０３とホストCPU１０４の間でやり取りされる信号は、実装に依存する。MAC制御回路１０３とホストCPU１０４の間でやり取りされる信号の一例として、PCI Express信号、USB（Universal Serial Bus）信号、シリアル通信信号、関数呼び出しがある。また、higher layer entitiesの一部は、MAC制御回路１０３の一部として実装されてもよい。この場合、MLME SAP及びMAC SAPのインターフェース仕様及びプリミティブは、MAC制御回路１０３の内部信号となる。

したがって、MLME SAP及びMAC SAPのインターフェース仕様及びプリミティブは、通信装置３００の動作を限定するものではなく、通信装置３００ｄと通信装置３００ｂとの間でやり取りされる一連のフレームの内容及び送受信順序について説明するために用いられる。

（ステップＳ１１００）図１０において、higher layer entitiesがMACに対して発行するMLME-SCAN.requestは、スキャン開始指示を意味する。通信装置３００ｄのMAC制御回路１０３は、MLME-SCAN.requestを契機として、図９の手順をステップＳ１００１より開始する。

通信装置３００ｄのMACは、Discovery Modeサブフィールドの値を１に、OCB Modeサブフィールドの値を1に設定したDMG Beaconフレームを送信する（図９のステップＳ１００１に相当）。通信装置３００ｂ、３００ｃはそれぞれ、DMG Beaconフレームを受信する。

通信装置３００ｂ、３００ｃのMACは、DMG Beaconフレームへの応答として、OCB Responseフィールドを１に設定したSSWフレームを送信する（図９のステップＳ１００３に相当）。なお、通信装置３００ｂ、３００ｃは、IEEE802.11ad規格に記載されたA-BFT（Association Beamforming Training）の方法に基づき、SSWフレームの送信タイミングをランダムに選択したタイムスロットにおいて送信することにより、通信装置３００ｂの送信と通信装置３００ｃの送信の競合を避けてもよい。

通信装置３００ｄは、通信装置３００ｂ、３００ｃからのSSWフレームを受信した場合、SSWフィードバックフレームを送信する（図９のステップ１００４に相当）。

通信装置３００ｄのMACは、スキャン時間が経過した場合、スキャンを完了し、higher layer entities に対し、MLME-SCAN.confirmプリミティブを発行する。MLME-SCAN.confirmプリミティブは、ステップＳ１００２においてSSWフレームを受信した送信元通信装置３００ｂ、３００ｃのMACアドレス、リンク品質情報、通信装置３００ｂ、３００ｃがそれぞれOCBモードをサポートしているか否かを示す情報を含む。MLME-SCAN.confirmプリミティブの具現化の一例として、MAC制御回路１０３は、スキャンレポート情報としてMLME-SCAN.confirmに含む情報を、ホストCPU１０４へ通知する。

このとき、一例として、ホストCPU１０４上で実行されるサプリカントソフトウェアは、スキャンレポート情報を周辺機器１０５に含まれるディスプレイに表示してもよい。また、サプリカントソフトウェアは、スキャンレポート情報に基づき、図９のステップＳ１００６の判定を行い、PBSSへのアソシエーションを行うか、OCBモードでの通信(ステップＳ１００７から１０１０)を行うかを決定してもよい。

（ステップＳ１１０１）通信装置３００ｄのhigher layer entitiesは、ステップＳ１００６の判定を行い、Yesの場合、MLME-BF-TRAINING.requestプリミティブをMACへ発行し、通信装置３００ｂとのSLSを開始する（図９のステップＳ１００７に相当）。SLSは、通信装置３００ｄによるSSWフレームの送信（ISS：Initiator Sector Sweepという）、通信装置３００ｂによるSSWフレームの送信（RSS：Responder Sector Sweepという）、通信装置３００ｄによるSSWフィードバックフレームの送信、通信装置３００ｂによるSSW Ack（Acknowledgement：受信確認に相当）フレームの送信を含む。

通信装置３００ｄのMACは、SLSを完了した場合、MLME-BF-TRAINING.confirmプリミティブを、higher layer entitiesに対し発行する。なお、通信装置３００ｄは、SLSが成功したか否かによらず、MLME-BF-TRAINING.confirmプリミティブを発行してもよい。SLSが成功したか否かの情報や、受信品質、SSWフレームに含まれる各フィールドの情報をMLME-BF-TRAINING.confirmプリミティブに含めてhigher layer entitiesに通知してもよい。

通信装置３００ｂのMACは、SLSを完了した場合、MLME-BF-TRAINING.indicateプリミティブを、higher layer entitiesに対し発行する。なお、通信装置３００ｂは、SLSが成功したか否かによらず、MLME-BF-TRAINING.indicateプリミティブを発行してもよい。SLSが成功したか否かの情報や、受信品質、SSWフレームに含まれる各フィールドの情報をMLME-BF-TRAINING.indicateプリミティブに含めてhigher layer entitiesに通知してもよい。

通信装置３００ｄのhigher layer entitiesは、通信装置３００ｂとのSLSを完了した場合、MLME-BF-TRAINING.requestプリミティブをMACに対し発行し、通信装置３００ｃとのSLSを開始してもよい。

（ステップＳ１１０２）通信装置３００ｄのhigher layer entitiesは、MLME-BF-TRAINING.confirmプリミティブに含まれる情報に基づき、ステップＳ１００８の判定を行う。ステップＳ１００８の判定の結果、SLSに成功した場合、higher layer entitiesは、通信装置３００ｄのMACに対し、MA-UNITDATA.requestプリミティブを発行し、データ送信処理の実行を要求する。MA-UNITDATA.requestプリミティブは、送信先アドレスや送信データを含む。

通信装置３００ｄのMACは、データ送信において、RTS（Request to Send）フレームの送信、DMG CTS（Clear to Send）フレームの受信、データフレームの送信、Ackフレームの受信を行う（図９のステップＳ１００８に相当）。

通信装置３００ｄは、RTSフレームの送信、データフレームの送信を、ステップＳ１００７のSLSにより選択したアンテナ指向性をアンテナ１０１に設定して送信を行う。通信装置３００ｂは、RTSフレームを受信する際には、いずれの通信装置からフレームが送信されるか未知であるから、Quasi-Omni（疑似無指向性）アンテナを用いて（アンテナ１０１をQuasi-Omniに設定して）受信を行う。

通信装置３００ｂは、DMG CTSフレームを送信した後、通信装置３００ｄからデータフレームが送信されることが期待されるため、ステップＳ１００７のSLSにより決定した指向性にアンテナ１０１を設定して、データフレームの受信を行う。これにより、無線リンクの品質を高め、データレートを高めることができる。

なお、通信装置３００ｄは、RTSフレームの代わりに、DMG CTS to selfフレーム（宛先を通信装置３００ｄのアドレスに設定したDMG CTSフレーム）を送信してもよい。通信装置３００ｄは、DMG CTS to selfフレームに続けて、データフレームの送信を行ってよい。

通信装置３００ｂは、DMG CTS to selfフレームを受信した場合、DMG CTSフレームの送信は行わなくてもよいが、次に通信装置３００ｄからのデータフレームが送信されることが想定されるため、ステップＳ１００７のSLSにより決定したアンテナ指向性にアンテナ１０１を設定して、データフレームの受信を行う。

通信装置３００ｂのMACは、Ackフレームを送信した後、MA-UNITDATA.indicationプリミティブをhigher layer entitiesへ発行する。MA-UNITDATA.indicationプリミティブには、送信元及び送信先アドレス、受信データ（通信装置３００ｄから受信したデータフレームの内容）、受信に成功したか否かの情報（例えば、受信したデータフレームにビット誤りが含まれる場合、受信失敗とする）を含む。

通信装置３００ｂのhigher layer entitiesは、MA-UNITDATA.indicationプリミティブにより受信成功が通知された場合、受信データをMA-UNITDATA.indicationプリミティブから取得し、OSやアプリケーションソフトウェアへ受け渡す。

通信装置３００ｄのMACは、Ackフレームを受信した場合、又は、Ackフレームの受信が期待される時刻を過ぎた場合、MA-UNITDATA.STATUS.indicationプリミティブをhigher layer entitiesへ発行する。MA-UNITDATA.STATUS.indicationプリミティブは、データフレームの送信に成功したか否かの情報を含む。通信装置３００ｄがAckフレームを受信した場合、データフレームの送信は成功である。

通信装置３００ｄのhigher layer entitiesは、MA-UNITDATA.STATUS.indicationプリミティブを受信した場合、新たにMA-UNITDATA.requestプリミティブをMACへ発行し、通信装置３００ｃへのデータ送信を要求してもよい（図示無し）。また、通信装置３００ｂとの通信を繰り返し行ってもよい。

通信装置３００ｂ、３００ｃのhigher layer entitiesは、それぞれ、MLME-BF-TRAINING.indicationプリミティブによりSLSの成功がMACより通知された場合、または、MA-UNITDATA.STATUS.indicationプリミティブまたはMA-UNITDATA.indicationプリミティブによりデータ送信または受信の完了が通知された場合（図示無し）、MA-UNITDATA.requestプリミティブをMACへ発行し、通信装置３００ｄへのデータ送信を要求（図示無し）してもよい。

また、通信装置３００ｄのhigher layer entitiesは、図１０の手順に限定されず、通信装置３００ｂとのSLSが完了し、MLME-BF-TRAINING.confirmプリミティブが通知された場合、MA-UNITDATA.requestプリミティブをMACへ発行し、通信装置３００ｂへのデータ送信を要求（図示無し）してもよい。

以上のように、通信装置３００は、DMG BeaconフレームにOCBモードをサポートする信号を含めて送信し、OCBモードをサポートする信号を含むSSWフレームを受信した場合に、アソシエーションを行わずにデータフレームの送信を行うようにしたため、MAC制御回路１０３の回路規模を小さくでき、消費電力を削減でき、移動する多数の通信装置と通信を行うことができる。

（実施の形態１の変形例）
実施の形態１では、通信装置３００は、DMG BeaconフレームをOCB Modeサブフィールドの値を１に設定して送信し、OCB Responseフィールドの値が1であるSSWフレームを受信し、ビームフォーミングトレーニングを実行することで、OCBモードの通信を開始した。本変形例の通信装置５００は、DMG Beaconフレームを受信した場合、SSWフレームを送信する代わりに、通信装置５００が送信するDMG Beaconフレームにフィードバック情報を含める。これにより、通信装置５００は、SSWフレームの送信を省略し、他の通信装置への与干渉を低減することができる。

図１１は、実施の形態１の変形例に係る通信装置の動作の一例を示すフローチャートである。

（ステップＳ２００１）通信装置５００は、他の通信装置がアンテナの指向性（セクタ）を変えながら送信する複数のDMG Beaconフレームを受信する。通信装置５００は、受信品質が良好であったDMG Beaconフレームに含まれるセクタ番号（ベストセクタ情報という）を記録する。複数の送信元から複数のDMG Beaconフレームを受信した場合、通信装置５００は、送信元毎にベストセクタ情報を記録する。

（ステップＳ２００２）通信装置５００は、ベストセクタ情報をDMG Beaconフレームに含めて送信する。

図１２Ａは、実施の形態１の変形例に係るDMG Beaconフレームのフォーマットの一例を示す図である。図１２Ｂは、実施の形態１の変形例に係るSSW Feedbackエレメントのフォーマットの一例を示す図である。図１２Ａに、ステップＳ２００２において、通信装置５００が送信するDMG Beaconフレームのフォーマットを示す。図１２ＡのDMG Beaconフレームは、DMG ParametersフィールドにDMG Beacon Sector Feedbackフィールドを含む。また、Optionalフィールドに、図１２Ｂに示すSSW Feedbackエレメントを１又は複数含む。図７ＡのDMG Beaconフレームに含まれるフィールド、サブフィールドと同じフィールド、サブフィールドは、説明を省略する。

DMG Beacon Sector Feedbackサブフィールドは、SSW Feedbackエレメントの受信をサポートするか否かを示すビットを含む。

図１２Ｂに、SSW Feedbackエレメントのフォーマットを示す。SSW Feedbackエレメントは、Element IDフィールド、Lengthフィールド、Element ID Extension、Target MAC Addressフィールド、Sector Sweep(SSW) Feedbackフィールドを含む。

Element IDフィールド及びElement ID Extensionフィールドは、Element IDフィールド及びElement ID Extensionフィールドの値の組み合わせにより、エレメントの種類を識別する（SSW Feedbackエレメントであることを示す）情報を含む。

Lengthフィールドは、エレメントの長さ（データ長）を示す。

Target MAC Addressフィールドは、Sector Sweep Feedbackフィールドの情報の通知先を示すMACアドレスを含む。例えば、Sector Sweep Feedbackフィールドが通信装置５００ｂのベストセクタ情報を含む場合、通信装置５００ｂのMACアドレスをTarget MAC Addressフィールドに含める。通信装置５００は、Target MAC AddressフィールドとSector Sweep Feedbackフィールドとのそれぞれを複数SSW Feedbackエレメントに含めることで、複数の通信装置にベストセクタ情報を通知するようにしてもよい。

Sector Sweep Feedbackフィールドのフォーマットは、図８ＡのSector Sweep Feedbackフィールドと同様であるから、説明を省略する。

（ステップＳ２００３）図１２ＡのDMG Beaconフレームを受信した他の通信装置（通信装置５００ｂとする）は、SSW FeedbackエレメントのTarget MAC Addressフィールドに通信装置５００ｂのMACアドレスが含まれるか否かを調べ、含まれる場合、通信装置５００に対してBRP（Beam Refinement Protocol）フレームを送信し、ビームフォーミングトレーニングを行ってもよい。通信装置５００は、BRPフレームを受信した場合、送信アンテナ及び受信アンテナのビームフォーミングトレーニングを行ってもよい。

通信装置５００ｂは、送信したBRPフレームに対して通信装置５００が応答しない場合、SSWフレームを送信してSLSを行ってもよい。

（ステップＳ２００４）ステップＳ２００３においてBRPまたはSLSによるビームフォーミングトレーニングを完了した場合、通信装置５００は、データフレームの送信、受信を行う。

図１３は、実施の形態１の変形例に係る通信装置がミリ波通信を行う手順の一例を説明するシーケンス図である。図１３を用いて、通信装置５００ａ、５００ｂ、５００ｃが図１１の手順を用いて通信を行う手順について詳細に説明する。

通信装置５００ａは、複数のDMG Beaconフレームを送信アンテナのアンテナ指向性を変えながら送信する。通信装置５００ａは、図１２ＡのDMG BeaconフレームにDMG Beacon Sector Feedbackサブフィールドの値を１に設定して送信してもよい。通信装置５００ｂ、５００ｃは、DMG Beaconフレームを受信し、ベストセクタ情報を記録する（ステップＳ２００１に相当）。

通信装置５００ｃは、通信装置５００ａのベストセクタ情報を図１２ＢのSSW Feedbackエレメントに含めて図１２ＡのDMG Beaconフレームを送信する（ステップＳ２００２に相当）。通信装置５００ａ、５００ｂは、DMG Beaconフレームを受信し、SSW FeedbackエレメントのTarget MAC Addressフィールドに通信装置５００ａ、５００ｂのアドレスが含まれるか否かを調べ、ベストセクタ情報を取得する。

通信装置５００ａは、受信したDMG Beaconフレームに含まれるベストセクタ情報を用いてアンテナ１０１の指向性を設定し、通信装置５００ｃへBRPフレームを送信する。通信装置５００ｃは、BRPフレームを受信し、通信装置５００ａとのビームフォーミングトレーニングを実施する（ステップＳ２００３に相当）。

なお、ステップＳ２００３において、通信装置５００ａは、Probe Requestフレームを通信装置５００ｃへ送信し、Probe Responseフレームを受信して通信装置５００ｃの詳細情報（Capability情報）を取得してからBRPフレームを送信してもよい。通信装置５００ｃの詳細情報に含まれる、BRPの拡張機能やMIMO機能をサポートするか否かを示す情報に基づき、BRPの拡張機能やMIMO機能を用いてBRP及びデータフレームの送受信を行うことができ、ビームフォーミングトレーニングの実行時間を短縮し、データ通信を効率よく行うことができる。

通信装置５００ａ、５００ｃは、BRPを完了した場合、データフレームの送信、受信を行う（ステップＳ２００４に相当）。

通信装置５００ｂは、通信装置５００ｃと同様に、通信装置５００ａのベストセクタ情報を含めてDMG Beaconフレームを送信し（ステップＳ２００２に相当）、BRPを実行し（ステップＳ２００３に相当）、データ通信を行う（ステップＳ２００４に相当）。

なお、通信装置５００は、SSW Feedbackエレメントを受信した場合（ステップＳ２００２に相当）、SSWフレームを送信してSLSによるビームフォーミングトレーニングを行ってもよい（ステップＳ４００１）。

通信装置５００ａは、SSW Feedbackエレメントに通信装置５００ｂ、５００ｃのベストセクタ情報を含め、DMG Beaconフレームを送信する（ステップＳ２００２に相当）。

通信装置５００ｂは、受信したベストセクタ情報に基づき、一例として、１６個のセクタ（指向性）を選択して、１６個のSSWフレームを送信する（ステップＳ４００１）。一例として、通信装置５００ｂは、ベストセクタ情報に含まれるセクタ番号１つと、ベストセクタと指向性が近い１５個のセクタを選択して、ステップＳ２００５のSSWフレームの送信に用いてもよい。

通信装置５００ａは、SSWフレームを受信した場合、SSW Feedbackフレームを通信装置５００ｂへ送信する（ステップＳ４００２）。また、通信装置５００ａ、５００ｂは、BRPを行い（ステップＳ２００３に相当）、データ通信を行う（ステップＳ２００４に相当）。

なお、ステップＳ２００２において、通信装置５００ａは、既に無線リンクを確立している通信装置５００に対しては、ベストセクタ情報の送信を省略してもよい。これにより、通信装置５００ａは、DMG Beaconフレームのデータ量を削減し、送信に係る遅延を短縮し、他の通信装置５００への与干渉を低減することができる。

一例として、通信装置５００ａは、通信装置５００ｂ、５００ｃとステップＳ２００３において無線リンクを確立しているため、通信装置５００ｂ、５００ｃのベストセクタ情報をDMG Beaconフレームに含めず送信してもよい。なお、この場合、通信装置５００は、ステップＳ４００１，Ｓ４００２の手続きは省略してもよい。

なお、通信装置５００は、既定の時間周期でDMG Beaconフレームの送信を行ってもよい。つまり、通信装置５００は、ステップＳ２００１又はＳ２００２を周期的に行ってもよい。この周期（Beacon Interval：ビーコンインターバル）は、ステップＳ２００１又はＳ２００２を実行する毎に、10TU以上200TU未満の間でランダムに選択されてもよい。

以上のように、通信装置５００は、DMG Beaconフレームにベストセクタ情報を含めて送信するので（ステップＳ２００２）、SSWフレームを送受信せずに無線リンクを確立してBRPを行うので、データフレームの送受信を開始するまでの遅延を減らすことができ、SSWフレームを送信することによる他の通信装置５００への与干渉を減らすことができる。

また、通信装置５００は、ベストセクタ情報に基づきSSWフレームの送信数を減らしてSLSを行うので、データフレームの送受信を開始するまでの遅延を減らすことができ、SSWフレームを送信することによる他の通信装置５００への与干渉を減らすことができる。

（実施の形態２）
図１４は、実施の形態２に係る通信装置４００の構成の一例を示す図である。通信装置４００は、60GHzアンテナ１０１ａ、60GHz無線回路１０２ａ、60GHz MAC制御回路１０３ａ、ホストCPU１０４、周辺機器１０５、5.9GHzアンテナ４０１、5.9GHz無線回路４０２、5.9GHz MAC制御回路４０３、を含む。図２の通信装置１００、３００と同様の構成要素は、同じ附番をつけ、説明を省略する。なお、図１４においては、60GHz帯の構成要素と5.9GHz帯の構成要素を区別するため、60GHzアンテナ１０１ａ、60GHz無線回路１０２ａ、60GHz MAC制御回路１０３ａは、図２のアンテナ１０１、無線回路１０２、MAC制御回路１０３と同じ動作の構成要素であるが、「60GHz」と明記する。

通信装置４００は、5.9GHz帯において無指向性のアンテナを用いてブロードキャスト送信を行うことで、低容量のデータを広い範囲の多数の通信装置に対して送信が可能である（図１Ａのような状況）。通信装置４００は、5.9GHz帯の無線通信では、ブロードキャスト送信を行うため送信先の通信装置のディスカバリが不要であり、また、無指向性のアンテナを用いることによりビームフォーミングトレーニングが不要であるため、データ通信開始までの遅延小さい。さらに、通信装置４００は、60GHz帯の通信機能を備えることにより、大容量の通信が可能である。

5.9GHzアンテナ４０１は、5.9GHz帯における無線信号を送信及び受信する。5.9GHzアンテナ４０１は、無指向性のアンテナであってもよい。5.9GHz無線回路４０２は、5.9GHz帯の通信規格物理層、一例として、IEEE802.11p規格に準拠する無線信号を送信及び受信する。5.9GHz MAC制御回路４０３は、5.9GHz帯の通信規格MAC層、一例として、IEEE802.11p規格及びIEEE1609規格に準拠し、MAC制御を行う。

5.9GHz無線回路４０２が準拠する規格の一例として、IEEE802.11pを示したが、例えば、他の例として、IEEE802.11-2016、DSRC（Dedicated Short Range Communications）規格、LTE-V2X（Long Term Evolution-V2X）、C-V2X（Cellular V2X）であってもよい。また、5.9GHz無線回路４０２が無線通信を行う帯域の一例として5.9GHz帯を示したが、例えば、他の例として、760MHz帯（ARIB STD-T109：電波産業会標準規格T109）、2.4GHz帯及び5GHz帯、6GHz帯無線LAN（Wi-FiやIEEE802.11）であってもよい。

5.9GHz MAC制御回路４０３が準拠する規格の一例として、IEEE802.11p及びIEEE1609を示したが、例えば、他の例として、IEEE802.11-2016、WAVE（Wireless Access in Vehicular Environment）規格、LTE-V2X（Long Term Evolution-V2X）、C-V2X（Cellular V2X）であってもよい。また、5.9GHz無線回路４０２が5.9GHzと異なる周波数帯域において、一例として、例えば、760MHz帯（ARIB STD-T109：電波産業会標準規格T109）、2.4GHz帯及び5GHz帯、6GHz帯無線LAN（Wi-FiやIEEE802.11）に準拠し動作する場合、5.9GHz MAC制御回路４０３は、対応する規格に準拠したMAC制御動作を行ってもよい。

図１５は、実施の形態２に係る通信装置がミリ波通信を行う手順の一例を示すフローチャートである。図１５は、通信装置４００が、V2X通信システム１において通信を行う手順を示す。

（ステップＳ３００１ａ）通信装置４００は、60GHz帯において通信を行うチャネルに関する情報を含む、アドバタイズ情報を5.9GHz帯無線を用いて送信する。アドバタイズ情報は、IEEE1609.3-2016規格（非特許文献２）に記載されるWSA（WAVE Service Advertisement）フレームに含めてもよい。

図１６は、実施の形態２に係るWSAフレームのフォーマットの一例を示す図である。図１６に示す、60GHz帯のチャネルの情報を含むWSAフレームのフォーマットの一例を説明する。WSAフレームは、WSA Versionフィールド、WSA Header Option Indicatorフィールド、WSA Identifierフィールド、Content Countフィールド、WAVE Information Element Extensionフィールド、Service Infoセグメント、Channel Infoセグメント、WAVE Routing Advert.(Advertisement)を含む。

WSA Versionフィールドは、WSAフレームのバージョン情報を示す。WSA Header Option Indicatorフィールドは、オプションのフィールドである、WAVE Information Element Extensionフィールド、Service Infoセグメント、Channel Infoセグメント、WAVE Routing AdvertisementフィールドがそれぞれWSAフレームに含まれるか否かを示す。

WSA Identifierフィールドは、WSAフレームの識別情報を表す。通信装置４００は、同様の値を含むWSAフレームを繰り返し送信してよいが、前回と異なるWSAフレームを送信する場合、前回と異なる値をWSA Identifierフィールドに設定する。また、通信装置４００は、前回と同様のWSAフレームを繰り返して送信する場合、Content Countフィールドの値を増加させながら送信してもよい。

WAVE Information Element Extensionフィールドは、複数の情報エレメントを含むことができ、5.9GHz通信及び60GHz通信により提供されるサービスに関連する情報を含んでもよい。

Service Infoセグメントは、Service Info Countフィールド、PSIDフィールド、Channel Indexフィールド、Reserved（予約）ビット、Service Info Option Indicatorフィールド、Service Info WAVE Information Element Extensionフィールドを含む。

Service Infoセグメントは、Service Info Countフィールドを除くフィールドを複数セット含んでもよい。Service Info Countフィールドは、後続のフィールド（PSIDからWAVE Information Element Extensionフィールド）が何セット含まれるかを示す。

PSID（Provide Service Identifier）フィールドは、5.9GHz通信及び60GHz通信提供されるアプリケーションに関する値を含む。PSIDの値と内容との対応は、IEEE1609.12規格に規定される。

Channel Indexフィールドは、Service InfoセグメントのPSIDからWAVE Information Element Extensionフィールドによって示されるサービスが、いずれの無線チャネルによって提供されるかを示す値を含む。一例として、WSAフレームのChannel Infoセグメント（詳細後述）が4つのチャネル情報のセットを含み、Channel Indexフィールドの値が2である場合、WSAフレームのChannel Infoセグメントの2番目に情報が示されるチャネルにおいて、サービスが行われることを示す。

Service Info Option Indicatorフィールドは、後続のフィールドであるService Info WAVE Information Element Extensionフィールドを含むか否かを示す。

Service Info WAVE Information Element Extensionフィールドは、前述のWAVE Information Element Extensionフィールドと同様に提供されるサービスに関する情報を含むが、Channel Indexフィールドにより指定されるチャネルに固有のサービスの情報を含む。

図１７は、実施の形態２に係るChannel Infoセグメントのフォーマットの一例を示す図である。Channel Infoセグメントは、Channel Info Countフィールド、Operating Classフィールド、Channel Numberフィールド、Transmit Power Levelフィールド、Adaptableフィールド、Data Rateフィールド、Channel Info Option Indicatorフィールド、Channel Info WAVE information Element Extensionフィールドを含む。

Channel Infoセグメントは、Channel Info Countフィールドを除くOperating ClassフィールドからChannel Info WAVE information Element Extensionフィールドまでのセット（以下。チャネル情報と呼ぶ）を複数含んでもよく、Channel Info Countフィールドは、セット数を示す。

図１６のWSAフレームは、一例として、5.9GHz帯及び60GHz帯の２つのチャネル情報を含み、Channel Info Countフィールドの値は、2である。

Operating Classフィールドは、IEEE802.11規格に定められる、周波数帯域やチャネルのセットを識別する番号を含む。一例として、米国において5.9GHz帯のチャネル幅10MHzの通信を行う場合、5.9GHz帯チャネル情報のOperating Classフィールドの値は17である。別の例として、日本において60GHz帯のチャネル幅2.16GHzの通信を行う場合、60GHz帯チャネル情報のOperating Classフィールドの値は59である。

Channel Numberフィールドは、IEEE802.11規格に定められる、Operating Class内でのチャネル番号である。一例として、米国におけるOparating Class 17では、5.9GHz帯チャネル情報のChannel Numberフィールドの値は、171から184のいずれかの値である。別の例として、日本におけるOperating Class 59では、Channel Numberフィールドの値は、1から29のいずれかの値である。

Transmit Power Levelフィールドは、チャネルにおける送信電力（EIRP：等価等方輻射電力）の値（単位：dBm）を含む。

Adaptableフィールドは、Data Rateフィールドと組み合わせて用いられる。Adaptableフィールドの値が1である場合、Data Rateフィールドの値は、通信装置４００が送信を行う際の最小データレートを示す。Adaptableフィールドの値が0である場合、通信装置４００は、Data Rateフィールドの値に応じた固定のデータレートで送信を行う。

なお、Data Rateフィールドが示す値は、IEEE1609.3規格では、1Mbit/s以上63.5Mbit/sである。Data Rateフィールドの値は、Operating Classフィールドの値に応じて読み替えてもよい。一例として、Operating Classフィールドの値が、日本における59など60GHz帯を示す場合は、Data Rateフィールドの値を、5.9GHz帯の場合の値の1000倍と読み替え、1Gbit/s以上63.5Gbit/sの範囲の値を示すとしてもよい。

また、別の例として、60GHzチャネル情報においては、Data Rateの値を最大値である63.5Mbit/s以上を示す値に設定し、60GHz帯チャネルにおけるデータレートを示すサブフィールドを、後述するChannel Info optional WAVE Information Element Extensionフィールド内に含めてもよい。

Channel Info Option Indicatorフィールドは、チャネル情報において、Channel Info WAVE Information Element Extensionフィールドを含むか否かを示す。

Channel Info WAVE Information Element Extensionフィールドは、前述のWAVE Information Element Extensionフィールド（図１６を参照）と同様に提供されるサービスに関する情報を含むが、Operating Classフィールド及びChannel Numberフィールドにより指定されるチャネルに固有のサービスの情報を含む。

通信装置４００は、60GHz帯チャネルに関する情報をWSAフレームに含めて送信する場合、Channel Info WAVE Information Element Extensionフィールドに、図１７に示すDMG Informationエレメントを含めて送信する。

DMG Informationエレメントは、WAVE Element IDフィールド、Primary Channel Numberフィールド、PHY Typeフィールド、DMG Beacon Requiredフィールド、BTI SSW Feedbackフィールド、Address Includedフィールド、Reserved（予約）ビット、MAC Addressフィールドを含む。

WAVE Element IDフィールドは、エレメントの種類（図１７では、DMG Informationエレメント）を示す識別番号を示す。

Primary Channel Numberフィールドは、60GHz帯におけるプライマリチャネルの番号を示す。

PHY Typeフィールドは、通信装置４００が60GHz帯において使用する、無線通信規格を示す。PHY Typeフィールドの値が0の場合、IEEE802.11ad規格(DMG：Directional Multi Gigabit)を表し、PHY Typeフィールドの値が1の場合、IEEE802.11ay規格(EDMG：Enhanced Directional Multi Gigabit)を表す。他の値、2から7は、将来規格のために予約されている。

DMG Beacon Requiredフィールドは、通信装置４００が、図１６のWSAフレームを受信した他の通信装置と通信を行う場合に、はじめにDMG Beaconフレームを受信する必要があるか否かを示す。詳細は、後述する。

BIT SSW Feedbackフィールドは、通信装置４００が、図１１のDMG Beaconを用いてSSWフィードバックを行う方式をサポートするか否かを示す。

Address includedフィールドは、MAC Addressフィールドが含まれるか否かを示す。

MAC Addressフィールドは、通信装置４００が60GHz帯において使用するMACアドレスを示す。Address includedフィールドの値が0（MAC Addressフィールドを含まない）場合、通信装置４００は、WSAフレームのヘッダ（図示せず）に含まれる、5.9GHz帯において使用するMACアドレスを、60GHz帯において用いる。なお、通信装置４００が60GHz帯において、5.9GHz帯と同一のMACアドレスを用いてもよく、異なるMACアドレスを用いてもよい。

図１５のステップＳ３００１ｂ以降について説明する。WSAフレーム（アドバタイズ情報）を受信した他の通信装置は、Operating Classフィールドに示すOperating Classにおける周波数帯における動作をサポートし、PHY Typeに示す通信規格をサポートする場合、他の通信装置は、Primary Channelフィールドが示すプライマリチャネルにおいて、フレームの送信を行う。

通信装置４００は、WSAフレームに含まれるDMG Beacon Requiredフィールドの値を0に設定して送信した場合（ステップＳ３００１ｂのYes）、他の通信装置からSSWフレームを受信し（ステップＳ３００２）、WSAフレームに含まれるDMG Beacon Requiredフィールドの値を1に設定して送信した場合（ステップＳ３００１ｂのNo）、他の通信装置からDMG Beaconフレームを受信する（ステップＳ３０１２）。なお、ステップＳ３００１ｂにおいて、60GHz帯のチャネル情報が含まれないWSAフレームを受信した場合は、ＰＢＳＳ／ＢＳＳへのアソシエーション手続きを行ってもよい。

通信装置４００は、ステップＳ３００２においてＩＳＳ用のSSWフレームを受信した後、ＲＳＳ用のSSWフレームを送信して応答する（ステップＳ３００３）。ＲＳＳ用のSSWフレームに対して他の通信装置が応答し、SSW Feedbackフレームを受信した後（ステップＳ３００４）、通信装置４００は、SSW Ackフレームを送信し、SLSの成功を他の通信装置に通知する（ステップＳ３００５）。

図１８は、実施の形態２に係るSSWフレームのフォーマットの一例を示す図である。図１８を用いて、ステップＳ３００２において通信装置４００が送信するSSWフレームのフォーマットを説明する。図１８のSSWフレームは、SSW Feedbackフィールドに、OCB Modeサブフィールドを含む。SSWフレームの他のフィールド及びサブフィールドの説明は省略する（非特許文献１を参照）。

通信装置４００は、ステップＳ３００２において、OCBモードをサポートする場合、OCB Modeサブフィールドを1に設定してSSWフレームを送信する。他の通信装置４００は、ステップＳ３００３において、OCBモードをサポートする場合、図８ＡのSSWフレームのOCB Responseサブフィールドの値を1に設定して送信してもよい。

通信装置４００は、ステップＳ３０１２においてDMG Beaconフレームを受信した後、ＲＳＳ用のSSWフレームを送信して応答する（ステップＳ３０１３）。ＲＳＳ用のSSWフレームに対して他の通信装置が応答し、通信装置４００が、他の通信装置からのSSW Feedbackフレームを受信した場合（ステップＳ３０１４）、SLSは成功である。

通信装置４００は、ステップＳ３０１２において、図７ＡのDMG BeaconフレームをOCB Modeサブフィールドの値を１に設定して送信してもよい。他の通信装置４００は、ステップＳ３０１３において、図８ＡのSSWフレームをOCB Responseサブフィールドの値を１に設定にして送信してもよい。

通信装置４００は、ステップＳ３００５又はＳ３０１４において他の通信装置とのSLSに成功した場合、他の通信装置から60GHz帯データフレームを受信する。なお、ステップＳ３００６において、通信装置４００が他の通信装置にデータフレームを送信してもよい。

図１９は、実施の形態２に係る通信装置がミリ波通信を行う手順の一例を示すシーケンス図である。図１９を用いて、通信装置４００ｄが、複数の他の通信装置４００ｂ、４００ｃと図２の手順を用いて通信を行う方法を説明する。

図１９において、“higher layer entities”は、一例として、ホストCPU１０４の動作を表す。また、“higher layer entities”は、一例として、SME（Station Management Entity：端末管理部）、サプリカント、ドライバ、OS、IEEE1609規格準拠ソフトウェアといったソフトウェアであってもよい。

なお、通信装置４００は、IEEE1609規格準拠ソフトウェアを、60GHz MAC制御回路１０３及び5.9GHz MAC制御回路４０３上で動作させてもよい。また、通信装置４００は、MAC制御回路４１３（図示なし）を備え、60GHz MAC制御回路１０３及び5.9GHz MAC制御回路４０３が行う共通の処理を行うようにし、IEEE1609規格準拠ソフトウェアを、MAC制御回路４１３において実行してもよい。

図１９において、“60GHz MAC”は、60GHz MAC制御回路１０３の動作を表す。また、“5.9GHz MAC”は、5.9GHz MAC制御回路４０３の動作を表す。

図１９のシーケンス図において、“higher layer entities”、“5.9GHz MAC”、 “60GHz MAC”以外の構成要素の動作（例えば、5.9GHz無線回路４０２、60GHz無線回路１０２の動作）の記載は省略する。

通信装置４００ｄのhigher layer entitiesは、図１６，図１７の、5.9GHz帯及び60GHz帯のチャネル情報を含むWSAフレームを生成し、MA-UNITDATA.requestプリミティブを発行し、WSAフレームの送信を5.9GHz MACへ要求する。

通信装置４００ｄの5.9GHz MACは、WSAフレームを5.9GHz帯無線通信において、ブロードキャスト送信を行う。ブロードキャスト送信により、複数の通信装置がフレームデータを受信できるので、通信装置４００ｂ、４００ｃは、WSAフレームを受信する（ステップＳ３００１ａに相当）。

通信装置４００ｂ、４００ｃの5.9GHz MACは、WSAフレームを受信した後、MA-UNITDATA.indicationプリミティブを発行し、データ受信を行ったことの通知と、WSAフレームのデータを、それぞれのhigher layer entitiesに通知する。

通信装置４００ｂ、４００ｃのhigher layer entitiesは、受信したWSAフレームに含まれるチャネル情報に基づき、60GHz帯通信を開始する。通信装置４００ｂ、４００ｃのhigher layer entitiesは、受信したDMG Beacon Requiredフィールドの値が0である場合、MLME-BF-TRAINING.requestプリミティブを発行し、SLSの実行をそれぞれの60GHz MACへ要求する（ステップＳ３００２に相当）。

通信装置４００ｂ、４００ｃのhigher layer entitiesは、WSAフレームのPrimary Channel Numberフィールドに含まれる情報に基づき、60GHz帯の指定されたプライマリチャネルにおいてビームフォーミングを行うよう、MLME-BF-TRAINING.requestプリミティブのパラメータを設定する。また、通信装置４００ｂ、４００ｃのhigher layer entitiesは、SSWフレームの送信先を、WSAフレームのAddress Includedフィールド及びMAC Addressフィールド（存在する場合）に基づき決定し、MLME-BF-TRAINING.requestプリミティブのパラメータとして設定する。

通信装置４００ｂ、４００ｃの60GHz MACは、SSWフレーム(ISS)を送信し（ステップＳ３００３に相当)、SSWフレーム(RSS)を受信した後（ステップＳ３００４に相当）、SSW Feedbackフレームを送信し（ステップＳ３００５に相当）、SLSを完了する。

通信装置４００ｂ、４００ｃの60GHz MACは、SSWフレームの送信が相互に競合しないよう、MLME-BF-TRAINING.requestプリミティブを受信した場合、ランダムな時間待機した後にSSWフレーム(ISS)の送信を開始してもよい。また、通信装置４００ｂ、４００ｃのhigher layer entitiesは、WSAフレームを受信してから、ランダムな時間待機した後、MLME-BF-TRAINING.requestプリミティブを発行してもよい。

SLSが完了した後、通信装置４００ｂ、４００ｃの60GHz MACは、MLME-BF-TRAINING.confirmプリミティブを発行し、higher layer entitiesにビームフォーミングトレーニングの完了を通知する。また、通信装置４００ｄの60GHz MACは、MLME-BF-TRAINING.indicationプリミティブを発行し、higher layer entitiesにビームフォーミングトレーニングを通知する。

ビームフォーミングトレーニングを完了した通信装置間では、データ通信が可能である。例えば、図１９において、通信装置４００ｂのhigher layer entitiesは、MA-UNITDATA.requestプリミティブを発行し、60GHz MACへデータ送信を要求する。通信装置４００ｂの60GHz MACは、RTSフレームの送信、DMG CTSフレームの受信、データフレームの送信、ACKフレームの受信を行うことにより、データ送信を完了する。通信装置４００ｂの60GHz MACは、MA-UNITDATA.STATUS.indicationプリミティブを発行し、データ送信の完了をhigher layer entitiesへ通知する。

通信装置４００ｄの60GHz MACは、MA-UNITDATA. indicationプリミティブを発行し、60GHz帯においてデータを受信したことをhigher layer entitiesに通知する。

図１９のシーケンスにおいて、通信装置４００ｄは、アソシエーションを行わないので、遅延を短縮して早期に通信装置４００ｂ、４００ｃへのデータ送信を開始することができる。また、通信装置４００ｄは、アドバタイズ情報に60GHz帯チャネル情報、MACアドレス、プライマリチャネルの情報を含めて5.9GHzにおいてブロードキャスト送信するので、DMG Beaconフレーム（非特許文献１参照）に比べてフレーム長が短いSSWフレーム（図１８）を受信してビームフォーミングを行うことができ、60GHz帯におけるデータ送信を開始するまでの遅延を短縮することができる。

以上のように、通信装置４００は、5.9GHz帯において無指向性のアンテナを用いてブロードキャスト送信を行うことで、低容量のデータを広い範囲の多数の通信装置に対して送信が可能である。通信装置４００は、5.9GHz帯の無線通信では、ブロードキャスト送信を行うため送信先の通信装置のディスカバリが不要であり、また、無指向性のアンテナを用いることによりビームフォーミングトレーニングが不要であるため、データ通信開始までの遅延小さくすることができる。さらに、通信装置４００は、60GHz帯の通信機能を備えることにより、大容量の通信が可能である。

上述の実施の形態において、各構成要素に用いた「・・・部」という表記は、「・・・回路（circuitry）」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。

以上、図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかである。そのような変更例または修正例についても、本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態における各構成要素は任意に組み合わされてよい。

本開示はソフトウェア、ハードウェア、又は、ハードウェアと連携したソフトウェアで実現することが可能である。上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、部分的に又は全体的に、集積回路であるＬＳＩとして実現され、上記実施の形態で説明した各プロセスは、部分的に又は全体的に、一つのＬＳＩ又はＬＳＩの組み合わせによって制御されてもよい。ＬＳＩは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部または全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。ＬＳＩはデータの入力と出力を備えてもよい。ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路、汎用プロセッサ又は専用プロセッサで実現してもよい。また、ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。本開示は、デジタル処理又はアナログ処理として実現されてもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。

本開示は、通信機能を持つあらゆる種類の装置、デバイス、システム（通信装置と総称）において実施可能である。通信装置の、非限定的な例としては、電話機（携帯電話、スマートフォン等）、タブレット、パーソナル・コンピューター（ＰＣ）（ラップトップ、デスクトップ、ノートブック等）、カメラ（デジタル・スチル／ビデオ・カメラ等）、デジタル・プレーヤー（デジタル・オーディオ／ビデオ・プレーヤー等）、着用可能なデバイス（ウェアラブル・カメラ、スマートウオッチ、トラッキングデバイス等）、ゲーム・コンソール、デジタル・ブック・リーダー、テレヘルス・テレメディシン（遠隔ヘルスケア・メディシン処方）デバイス、通信機能付きの乗り物又は移動輸送機関（自動車、飛行機、船等）、及び上述の各種装置の組み合わせがあげられる。

通信装置は、持ち運び可能又は移動可能なものに限定されず、持ち運びできない又は固定されている、あらゆる種類の装置、デバイス、システム、例えば、スマート・ホーム・デバイス（家電機器、照明機器、スマートメーター又は計測機器、コントロール・パネル等）、自動販売機、その他ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）ネットワーク上に存在し得るあらゆる「モノ（Things）」をも含む。

通信には、セルラーシステム、無線ＬＡＮシステム、通信衛星システム等によるデータ通信に加え、これらの組み合わせによるデータ通信も含まれる。

また、通信装置には、本開示に記載される通信機能を実行する通信デバイスに接続又は連結される、コントローラやセンサー等のデバイスも含まれる。例えば、通信装置の通信機能を実行する通信デバイスが使用する制御信号やデータ信号を生成するような、コントローラやセンサーが含まれる。

また、通信装置には、上記の非限定的な各種装置と通信を行う、あるいはこれら各種装置を制御する、インフラストラクチャ設備、例えば、基地局、アクセスポイント、その他あらゆる装置、デバイス、システムが含まれる。

＜本開示のまとめ＞
本開示に係る通信装置は、他の通信装置との通信に用いる制御フレーム及びデータフレームの送受信制御を行うＭＡＣ制御回路と、前記制御フレーム及び前記データフレームを、送信アンテナ及び受信アンテナを用いて、無線通信する無線回路と、を含み、前記無線回路が、前記制御フレームのうち、前記他の通信装置からOCB Responseサブフィールドを含むSSWフレームを受信した場合、前記ＭＡＣ制御回路は、前記OCB Responseサブフィールドに応じて、通信装置と前記他の通信装置と間で、データ通信を実行するか否かを判断する。

本開示に係る通信装置は、前記ＭＡＣ制御回路が、前記通信装置と前記他の通信装置と間で、前記データ通信を実行しないと判断した場合、前記ＭＡＣ制御回路は、SLS（Sector Level Sweep）または、BRP（Beam Refinement Protocol）を実行して、前記他の通信装置に対して、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナのアンテナ指向性トレーニングの制御を行う。

本開示に係る通信装置は、前記ＭＡＣ制御回路が、前記通信装置と前記他の通信装置と間で、前記データ通信を実行すると判断した場合、前記ＭＡＣ制御回路は、PBSS（Personal Basic Service Set）を実行して、前記他の通信装置に対して、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの前記アンテナ指向性トレーニングの制御を行う。

本開示に係る通信方法は、通信装置の無線回路の受信アンテナが、他の通信装置との通信に用いる制御フレームのうち、前記他の通信装置からOCB Responseサブフィールドを含むSSWフレームを受信し、前記制御フレーム及びデータフレームの送受信制御を行うＭＡＣ制御回路が、前記OCB Responseサブフィールドに応じて、前記通信装置と前記他の通信装置と間で、データ通信を実行するか否かを判断する。

本開示に係る通信方法は、前記ＭＡＣ制御回路が、前記通信装置と前記他の通信装置と間で、前記データ通信を実行しなしと判断した場合、前記ＭＡＣ制御回路が、SLS（Sector Level Sweep）または、BRP（Beam Refinement Protocol）を実行して、前記他の通信装置に対して、送信アンテナ及び前記受信アンテナのトレーニングの制御を行う。

本開示に係る通信方法は、前記ＭＡＣ制御回路は、前記通信装置と前記他の通信装置と間で、前記データ通信を実行すると判断した場合、PBSS（Personal Basic Service Set）を実行して、前記他の通信装置に対して、送信アンテナ及び前記受信アンテナのトレーニングの制御を行う。

本開示は、例えば、高速な移動体に搭載して行うミリ波通信に好適である。

１０（１０ａ〜１０ｍ） 車両
１００（１００ａ〜１００ｍ）、２００、３００、４００、５００ 通信装置
３０ 路側機
２０ 歩行者
１０１ アンテナ
１０２ 無線回路
１０３ MAC制御回路
１０４ ホストCPU
１０５ 周辺機器
１００１ ＰＢＳＳ
４０１ 5.9GHzアンテナ
４０２ 5.9GHz無線回路
４０３ 5.9GHz MAC制御回路

Claims (6)

1. 他の通信装置との通信に用いる制御フレーム及びデータフレームの送受信制御を行うＭＡＣ制御回路と、
   前記制御フレーム及び前記データフレームを、送信アンテナ及び受信アンテナを用いて、無線通信する無線回路と、
   を含み、
   前記無線回路が、前記制御フレームのうち、前記他の通信装置からOCB Responseサブフィールドを含むSSWフレームを受信した場合、
   前記ＭＡＣ制御回路は、前記OCB Responseサブフィールドに応じて、通信装置と前記他の通信装置と間で、データ通信を実行するか否かを判断する、
   通信装置。
2. 前記ＭＡＣ制御回路が、前記通信装置と前記他の通信装置と間で、前記データ通信を実行しないと判断した場合、
   前記ＭＡＣ制御回路は、SLS（Sector Level Sweep）または、BRP（Beam Refinement Protocol）を実行して、前記他の通信装置に対して、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナのアンテナ指向性トレーニングの制御を行う、
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記ＭＡＣ制御回路が、前記通信装置と前記他の通信装置と間で、前記データ通信を実行すると判断した場合、
   前記ＭＡＣ制御回路は、PBSS（Personal Basic Service Set）を実行して、前記他の通信装置に対して、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの前記アンテナ指向性トレーニングの制御を行う、
   請求項２に記載の通信装置。
4. 通信装置の無線回路の受信アンテナが、他の通信装置との通信に用いる制御フレームのうち、前記他の通信装置からOCB Responseサブフィールドを含むSSWフレームを受信し、
   前記制御フレーム及びデータフレームの送受信制御を行うＭＡＣ制御回路が、前記OCB Responseサブフィールドに応じて、前記通信装置と前記他の通信装置と間で、データ通信を実行するか否かを判断する、
   通信方法。
5. 前記ＭＡＣ制御回路が、前記通信装置と前記他の通信装置と間で、前記データ通信を実行しなしと判断した場合、
   前記ＭＡＣ制御回路が、SLS（Sector Level Sweep）または、BRP（Beam Refinement Protocol）を実行して、前記他の通信装置に対して、送信アンテナ及び前記受信アンテナのトレーニングの制御を行う、
   請求項４に記載の通信方法。
6. 前記ＭＡＣ制御回路は、前記通信装置と前記他の通信装置と間で、前記データ通信を実行すると判断した場合、
   PBSS（Personal Basic Service Set）を実行して、前記他の通信装置に対して、送信アンテナ及び前記受信アンテナのトレーニングの制御を行う、
   請求項５に記載の通信方法。

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