JP2021184570A - 通信装置、通信方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 アクセスポイントとして動作する通信装置が、アクセスポイントとして動作する複数の通信装置から必要な情報を受信するまでの時間を短縮すること。
【解決手段】 アクセスポイントとして動作する通信装置100は、アクセスポイントとして動作する通信装置104、105、106に対して自装置の情報を通信装置100に送信することを示す第1の情報と、通信装置104、105、106が第1の情報を送信するために使用するRUを示す第2の情報を有するフレームを送信し、通信装置104、105、106の情報が含まれる送信したフレームに対する応答フレームを第2の情報で示されたRUにおいて直交周波数分割多元接続(OFDMA)を用いて並行して受信する。
【選択図】 図1
【解決手段】 アクセスポイントとして動作する通信装置100は、アクセスポイントとして動作する通信装置104、105、106に対して自装置の情報を通信装置100に送信することを示す第1の情報と、通信装置104、105、106が第1の情報を送信するために使用するRUを示す第2の情報を有するフレームを送信し、通信装置104、105、106の情報が含まれる送信したフレームに対する応答フレームを第2の情報で示されたRUにおいて直交周波数分割多元接続(OFDMA)を用いて並行して受信する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、無線通信を行う通信装置および無線通信方法に関する。
近年の通信されるデータ量の増加に伴い、無線LAN(Local Area Network)等の通信技術の開発が進められている。無線LANの主要な通信規格として、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11規格シリーズが知られている。IEEE802.11規格シリーズには、IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax等の規格が含まれる。
特許文献1に記載されているIEEE802.11axでは、OFDMAにより、最大9.6ギガビット毎秒(Gbps)という高いピークスループットに加え、混雑状況下での通信速度を向上させる技術が規格化されている。なおOFDMAは、Orthogonal Frequency−Division Multiple Accessの略である。
更なるスループット向上や周波数利用効率の改善、通信レイテンシ改善を目指した後継規格として、IEEE802.11be(以下11be)の規格策定を行うTask Groupが発足した。
11beにおいて、複数のAP(Access Point)が協調動作を行い、STA(Station)とデータ通信を行うことで、通信レートの向上やビームフォーミングを用いた電波干渉低減などの通信性能向上を可能にする技術が検討されている。
複数のAPの協調動作の例として、複数の送信および受信アンテナを同時刻、同チャンネルで使用するMIMO(Multi−Input Multi−Output)技術を基礎とした分散MIMO技術が挙げられる。分散MIMOでは、複数のAPと複数のSTAが存在している環境において、複数のAP間で通信状態や各APの状態についての情報を共有し、同じタイミングでAPからSTAにデータが送られる。このように複数のAPが協調動作を行うことで、単一APで通信を行う場合と比べて、空間ストリーム数を増やすことができるため、スループットの向上が期待される。
このような複数のAPが協調動作する通信技術はMulti−AP通信と呼ばれ、APは、他のAPを管理する1台のマスターAPと、マスターAPの管理下で動作するスレーブAPとに分類される。
Multi−AP通信において、APがSTAとデータ通信を行う前に、マスターAPの近傍に存在するAPの中からMulti−AP通信に参加するスレーブAPを決定しなければならない。また、スレーブAPを決定するためには、マスターAPの近傍に存在するAPの中から混雑状況やMulti−AP通信への参加可否といった情報を受信する必要がある。しかし、マスターAPの近傍に複数のAPが存在した場合、複数のAPと1対1で順番に通信を行うと、それらの全てから情報を受信するのに時間を要してしまう。
そこで本発明は、アクセスポイントとして動作する通信装置が、アクセスポイントとして動作する複数の通信装置から必要な情報を受信するまでの時間を短縮することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る通信装置は、
通信ネットワークのアクセスポイントとして動作する通信装置であって、
通信ネットワークのアクセスポイントとして動作する複数の他の通信装置のそれぞれが自装置の情報を前記通信装置に送信することを示す第1の情報と、前記複数の他の通信装置のそれぞれに割り当てた周波数成分を示す第2の情報と、を有するフレームを生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された前記フレームを前記複数の他の通信装置に送信する送信手段と、
前記複数の他の通信装置それぞれの情報を含み、前記複数の他の通信装置それぞれに割り当てられた周波数成分においてそれぞれ送信された応答フレームを、直交周波数分割多元接続(OFDMA)を用いて並行して受信する受信手段と、
を有する。
通信ネットワークのアクセスポイントとして動作する通信装置であって、
通信ネットワークのアクセスポイントとして動作する複数の他の通信装置のそれぞれが自装置の情報を前記通信装置に送信することを示す第1の情報と、前記複数の他の通信装置のそれぞれに割り当てた周波数成分を示す第2の情報と、を有するフレームを生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された前記フレームを前記複数の他の通信装置に送信する送信手段と、
前記複数の他の通信装置それぞれの情報を含み、前記複数の他の通信装置それぞれに割り当てられた周波数成分においてそれぞれ送信された応答フレームを、直交周波数分割多元接続(OFDMA)を用いて並行して受信する受信手段と、
を有する。
本発明によれば、通信装置が複数の他の通信装置に対して自装置の情報を送信することを示す第1の情報と、複数の他の通信装置のそれぞれに割り当てた周波数成分を示す第2の情報を有するフレームを複数の他の通信装置に送信し、OFDMAを用いて複数の他の通信装置からの応答を並行して受信することにより、複数の他の通信装置から必要な情報を受信するまでの時間を短縮することができる。
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。
図1は、本実施形態に係る通信装置100が構築する通信ネットワークの構成を示す。通信装置104は、無線通信ネットワーク101を構築する役割を有するアクセスポイント(Access Point、以下APと呼ぶ)である。また、通信装置105は、無線通信ネットワーク102を構築する役割を有するAP、通信装置106は、無線通信ネットワーク103を構築する役割を有するAPである。通信装置107、通信装置108は、無線通信ネットワーク101、102、103に参加する役割を有するステーション(Station、以下STAと呼ぶ)である。本実施形態では、通信装置100は他のAPを管理するマスターAPとして機能し、通信装置104〜106は、マスターAPの近傍に存在するAPであり、通信装置104〜106の中からスレーブAPを決定する。
通信装置100、104〜108は、IEEE802.11be規格に準拠した無線通信を実行することができる。なお、IEEEはInstitute of Electrical and Electronics Engineersの略である。通信装置104〜108は、2.4GHz帯、5GHz帯、および6GHz帯の周波数帯域において通信することができる。また、通信装置100、104〜108は、20MHz、40MHz、80MHz、160MHz、および320MHzの帯域幅を使用して通信することができる。
通信装置100、104〜108は、IEEE802.11be規格に準拠したOFDMA通信を行うことで、複数のユーザの信号を多重する、マルチユーザ(MU、Multi User)通信を実現することができる。OFDMAは、Orthogonal Frequency Division Multiple Access(直交周波数分割多元接続)の略である。OFDMA通信では、分割された周波数成分の一部であるRU(Resource Unit)が各通信装置にそれぞれ重ならないように割り当てられ、各STAの搬送波が直交する。そのため、APは複数の通信装置と並行して通信することが可能である。
なお、通信装置100、104〜108は、IEEE802.11be規格に対応するとしたが、これに加えて、IEEE802.11be規格より前の規格であるレガシー規格に対応していてもよい。具体的には、通信装置100、104〜108は、IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax規格の少なくとも何れか一つに対応していてもよい。また、IEEE802.11シリーズ規格に加えて、Bluetooth(登録商標)、NFC、UWB、ZigBee、MBOAなどの他の通信規格に対応していてもよい。なお、NFCはNear Field Communicationの略である。また、UWBはUltra Wide Bandの略であり、MBOAはMulti Band OFDM Allianceの略である。UWBには、ワイヤレスUSB、ワイヤレス1394、WiNETなどが含まれる。また、有線LANなどの有線通信の通信規格に対応していてもよい。
通信装置100、104〜106の具体例としては、無線LANルーターやパーソナルコンピュータ(PC)などが挙げられるが、これに限定しない。また、通信装置104〜106は、IEEE802.11be規格に準拠した無線通信を実行することができる無線チップなどの情報処理装置であってもよい。また、通信装置107〜108の具体的な例としては、カメラ、タブレット、スマートフォン、PC、携帯電話、ビデオカメラなどが挙げられるが、これらに限定されない。また、通信装置107〜108は、IEEE802.11be規格に準拠した無線通信を実行することができる無線チップなどの情報処理装置であってもよい。また、図1の無線ネットワークは3台のAPと2台のSTAによって構成されているが、APおよびSTAの台数はこれに限定されない。
図2は、本実施形態における通信装置100、104〜108のハードウェア構成を示す。通信装置100は、記憶部201、制御部202、機能部203、入力部204、出力部205、通信部206、およびアンテナ207を備える。
記憶部201は、ROMやRAM等の1以上のメモリにより構成され、後述する各種動作を行うためのプログラムや、無線通信のための通信パラメータ等の各種情報を記憶する。ここでROMは、Read Only Memoryの、RAMは、Random Access Memoryのそれぞれ略である。なお、記憶部201として、ROM、RAM等のメモリの他に、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、DVDなどの記憶媒体を用いてもよい。また、記憶部が複数のメモリ等を備えていてもよい。
制御部202は、例えばCPUやMPU等の1つ以上のプロセッサにより構成され、記憶部201に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、通信装置100の全体を制御する。CPUはCentral Processing Unitの略であり、MPUは、Micro Processing Unitの略である。なお、制御部202は、記憶部201に記憶されたコンピュータプログラムとOS(Operating System)との協働により、通信装置100の全体を制御するようにしてもよい。また、制御部202は、他の通信装置との通信において送信するデータや信号を生成する。また、制御部202がマルチコア等の複数のプロセッサを備え、複数のプロセッサにより通信装置100全体を制御するようにしてもよい。
また、制御部202は、機能部203を制御して、撮像や印刷、投影等の所定の処理を実行する。機能部203は、AP、STAが所定の処理を実行するためのハードウェアである。例えば、AP、STAがカメラである場合、機能部203は撮像部であり、撮像処理を行う。また、例えば、AP、STAがプリンタである場合、機能部203は印刷部であり、印刷処理を行う。また例えば、AP、STAがプロジェクタである場合、機能部203は投影部であり、投影処理を行う。機能部203が処理するデータは、記憶部201に記憶されているデータであってもよいし、後述する通信部206を介して他のAP、STAと通信したデータであってもよい。
入力部204は、ユーザからの各種操作の受付を行う。出力部205は、モニタ画面やスピーカーを介して、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部205による出力とは、モニタ画面上への表示や、スピーカーによる音声出力、振動出力などであってもよい。なお、タッチパネルのように入力部204と出力部205の両方を1つのモジュールで実現するようにしてもよい。また、入力部204及び出力部205は、それぞれ通信装置100と一体であってもよいし、別体であってもよい。
通信部206は、IEEE802.11シリーズ規格に準拠した無線通信の制御を行う。また、有線LAN等の有線通信の制御を行ってもよい。通信部206は、アンテナ207を制御して、制御部202によって生成された無線通信のための信号の送受信を行う。なお、通信装置100が、IEEE802.11be規格に加えて、NFC(Near Field Communication)規格やBluetooth規格等に対応している場合、これらの通信規格に準拠した無線通信の制御を行ってもよい。また、通信装置100が複数の通信規格に準拠した無線通信を実行できる場合、それぞれの通信規格に対応した通信部とアンテナを個別に有する構成であってもよい。通信装置100は通信部206を介して、画像データや文書データ、映像データ等のデータを通信装置107、108と通信する。
図3に、本実施形態におけるトリガーフレームのフォーマットの一例を示す。トリガーフレームは、APが各STAのそれぞれにRUを割り当て、各STAは割り当てられたRUを使用してデータをAPに送信することを促すフレームである。また、STAはAPによって割り当てられたRUを使用するため、各STAは並行してAPにデータを送信することが可能である。
図9にAPが割り当てるRUの大きさを示す。なお本図では、通信装置100が20MHzの帯域幅を用いる場合のRUの割り当てを示す。本図に示すRUの割り当ては後述のRU Allocationサブフィールドで行われる。901は、9台のSTAにRUを割り当てる場合のRUの大きさを示している。20MHzを周波数軸上で256個のサブキャリアに分割し、このサブキャリアのうちの複数個のサブキャリアをまとめたものがRUである。この場合、APが割り当てる1台のSTA当たりのRUの大きさは26である。RUの大きさは1つのRUにつき何個のサブキャリアを使うかを示しており、RUの大きさが26とは、26個のサブキャリアを使うことを意味する。また、なお、902、903、904はそれぞれ、5台、3台、1台のSTAにRUを割り当てる場合のRUの大きさを示している。
本実施形態において図3は、通信装置100が、近傍に存在するAP(以下近傍APと呼ぶ)である通信装置104〜106に対して送信するフレームであり、通信装置104〜106の情報を送信することを示すフレームである。ここで近傍APは通信装置100がBeaconフレームを受信することが可能な範囲に存在するAPを指す。
図3において、301〜313に示すフィールド/サブフィールドはIEEE802.11axに規定されたフォーマットに準ずる。Common Info305におけるTrigger Type309は、当該トリガーフレームによるトリガの種類を指定する。また、Length310は、全通信装置の共通の通信期間を表す。また、BW311は、近傍APからマスターAPにデータを送信する際に使用するチャネルの帯域幅を示す情報を含むフィールドである。例えば、BW311サブフィールド値に0、1、2が含まれており、それに対応する周波数帯域幅が20MHz幅、40MHz幅、80MHz幅であったとする。このとき、BW311サブフィールド値に1が示された際は、近傍APが、使用可能な周波数帯域幅は40MHzであることが示される。また、BW311サブフィールドの値が1以上の場合、近傍APは、通信装置100に近傍APの情報を送信する際に、その値以下に対応する周波数帯域幅を使用して情報を送信してもよい。例えばBW311の値として2が示された際は、近傍APは、20MHz幅、40MHz幅、および80MHz幅を使用して情報を送信してもよい。
Trigger Type309におけるTrigger Typeサブフィールド値とトリガの種類の対応を表1に例示する。
Trigger Typeは4ビットで表される。本実施形態では、Trigger Typeサブフィールド値が8である場合に、近傍APは自装置の情報をマスターAPに送信することを示す
User Info306♯1〜306♯Nには、識別子であるAID(Association ID)312とRU Allocation313などが含まれる。AID312は12ビットで示される。ここで、接続が確立された際に付与された識別情報であるAIDをAID312に格納する際はAIDの下位12ビットが格納される。そのため、表2にはAID312にサブフィールドをAID12サブフィールドと明記する。AID312に関しては、表2を用いて後述する。
User Info306♯1〜306♯Nには、識別子であるAID(Association ID)312とRU Allocation313などが含まれる。AID312は12ビットで示される。ここで、接続が確立された際に付与された識別情報であるAIDをAID312に格納する際はAIDの下位12ビットが格納される。そのため、表2にはAID312にサブフィールドをAID12サブフィールドと明記する。AID312に関しては、表2を用いて後述する。
RU Allocation313は、近傍APの情報をマスターAPに送信する際に使用する周波数成分であるRUの割り当てが行われる。具体的なRUの割り当てについては前述の図9の通りである。RUには、接続が確立した際に付与された識別情報であるAID値の下12桁がAIDサブフィールド値と一致する通信装置のみ使用可能なRUと、複数の通信装置が使用可能なRA−RU(Random Access−Resource Unit)がある。接続が確立しておらずAIDが付与されていない通信装置や、接続が確立しているが、スリープ状態から復帰した通信装置や、優先順位が低い通信装置などにRA−RUを割り当てることが想定される。
User Info306中のAID312のサブフィールド値とその意味の関係を表2に示す。
なお、表2に記載のSTAにはAPも含まれる。各近傍APはAID12サブフィールドに格納された値である識別情報から自装置専用のUser Infoであるか否かを判定する。
AID12サブフィールドに1−2007の値が含まれる場合は、接続が確立した際に付与されたAIDの下12桁とAID12サブフィールドの値が等しいSTAのためのUser Infoであることを示す。また、AID12サブフィールドに2045が含まれる場合は、接続が確立しておらず、AIDが付与されていないSTAのためのUser Infoであることを示す。また、AID12サブフィールドの値の2047は新しく規定したフィールド値であり、AID12サブフィールドに2047が含まれる場合は、接続が確立しておらず、AIDが付与されていないAPのためのUser Infoであることを示す。
通信装置100と近傍APが接続を確立している場合には、User Info306♯1〜306♯Nは近傍APの数分含まれる。しかし、通信装置100と近傍APが接続を確立していない場合は、AID12サブフィールドの値に2045または2047が格納されたUser Infoを共有する。
また通信装置100は、通信装置100が割り当てたRUまたはRA−RUを近傍APが競合して使用しないようにするために、タイマーとしての役割を果たすOBO(OFDMA random access Back−Off)を管理する。OBOは通信装置100によってランダムに割り当てられる。OBOの初期値から通信装置100が割り当てたRA−RUの数を引いた値が、通信装置100によって割り当てられたRA−RUの数と同じ、またはそれより少ない場合、近傍APは割り当てられたRA−RUを使用して応答フレームを送信する。OBOの初期値から通信装置100が割り当てたRA−RUの数を引いた値通信装置100によって割り当てられたRA−RUの数より大きい場合は、近傍APは通信装置100が割り当てたRA−RUの数だけ減らし、次のトリガーフレームの送信まで待機する。
本実施形態では、通信装置100と近傍APが接続を確立していない場合において、通信装置100が近傍APに対して自装置の情報を通信装置100に送信することを示すために、Trigger Typeサブフィールド値を8に設定する。また通信装置100は、近傍APが情報を送信する際に使用するRUを割り当てるためにAID12サブフィールドの値を2045、または2047に設定する。通信装置100と近傍APが接続を確立していない場合は、近傍APにAIDが付与されていないため、通信装置100がAID12サブフィールド値を2045、または2047に設定することで、近傍APはRA−RUを使用して情報を送信することができる。ここで、AID12サブフィールド値を2045に設定する場合は、表2に示す通り、接続を確立していないSTAも使用することが可能であるため、近傍APが使用可能なRA−RUはSTAと競合する可能性がある。しかし、AID12サブフィールド値が2047の場合は、接続を確立していないAPだけが使用可能なRA−RUを示すフィールドであるため、STAと競合することなく近傍APはRA−RUを使用することができる。
また、通信装置100と近傍APが接続を確立している場合も同様に、通信装置100は近傍APの情報を通信装置100に送信することを示すために、Trigger Typeサブフィールド値を8に設定する。また通信装置100は、近傍APが自装置の情報を送信する際に使用するRUを割り当てるために、AID12サブフィールドの値を接続が確立した際に付与されたAIDの値の下12桁に設定する。
さらに、通信装置100と近傍APが接続を確立していない場合は、Trigger Typeサブフィールド値を0に、AID12サブフィールドの値を2047に設定する場合においても同様に近傍APが自装置の情報を通信装置100に送信することを示す。ここで、IEEE802.11ax規格において、Trigger Typeサブフィールド値を0に設定し、表2のAIDサブフィールド値0−2046を格納すると、UL MU(Up Link Multi−User)送信を行うことを示す。しかし、Trigger Typeサブフィールド値が0であること及び、AIDサブフィールド値に新たに規定したAID12サブフィールド値である2047を格納することで、近傍APは自装置の情報を通信装置100に送信することを示すと解釈できる。
また、通信装置100がトリガーフレームを送信する際は、近傍APの接続状況等に応じて、Trigger Typeサブフィールドの値を通信装置100が選択することもできるし、ユーザがTrigger Typeサブフィールドの値を設定してもよい。例えば、接続を確立している近傍APが存在する場合はTrigger Typeサブフィールド値を8に設定し、接続を確立している近傍APが存在しない場合は、Trigger Typeサブフィールド値を0に設定してもよい。
図4に本実施形態におけるトリガーフレームに対する応答フレームの一例であるMulti−AP Group formation Response frame Action Field formatを示す。当該応答フレームは、Actionフレームのようなマネジメントフレームに準拠したフォーマットである。
BSSID2 409において、近傍APのBSSID、Buffer Status410において、近傍APのBuffer Statusの情報が含まれる。マスターAPは、Buffer Statusから近傍APのバッファ内のデータの蓄積状況を把握することができる。Multi−AP participation411において、Multi−APへの参加可否を格納することができる。また、Number of STA412において、近傍APと接続を確立しているSTAの数、AID List413において接続を確立しているSTAに付与されているAIDのリストが格納されている。さらに、Trigger frame signal intensity414において、受信したトリガーフレームの強度に関する情報が格納される。Trigger frame signal intensity414は、Trigger frame signal intensity414から通信装置100と近傍APとの間の距離を把握することができる。通信装置100はトリガーフレームに対する応答フレームの情報からスレーブAPを決定する。
図5は、マスターAPである通信装置100の記憶部201に記憶されているプログラムを制御部202が実行することによって行われる処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートは通信装置100が近傍APに自装置の情報を送信することを示すトリガーフレームを送信し、受信した応答フレームの情報に基づいて、スレーブAPを決定する処理の流れについて説明する。
通信装置100においてユーザがMulti−AP通信を行うように設定した際や、通信装置100の電源をONにした際、または通信装置100の無線LAN機能をONにした際など、無線LAN機能を開始する際にこのフローチャートが開始される。また、Multi−AP通信を行っていたが、Multi−AP通信を行うスレーブAPが通信圏外に移動するなどして、通信装置100がスレーブAPのBeaconフレームを受信することができなくなった場合に、このフローチャートが開始されてもよい。
通信装置100は、周囲のAPが送信しているBeaconフレームを監視する(S501)。次に、通信装置100は近傍APが送信するBeaconフレームを受信したか否かの判定を行う(S502)。S502において、Beaconフレームを受信したと判定された場合は、S503において、所定時間経過したか否かの判定を行う。所定時間経過させることで、複数のBeaconフレームを受信することができる。S502において、Beaconフレームを受信していないと判定された場合は、S501に戻り、再び近傍APからのBeaconフレームを監視する。S503において、所定時間経過していないと判定された場合は、再びS501に戻り、近傍APからのBeaconフレームを監視する。S503において、所定時間経過したと判定された場合は、通信装置100がBeaconフレームを受信し、存在を検知した近傍APの台数が2台以上であるか否かを判定する(S504)。近傍APの台数は通信装置100の機能部において管理される。近傍APが2台以上存在する場合は、通信装置100はBeaconフレームを受信した近傍APに対してトリガーフレームを送信する(S505)。このトリガーフレームには、近傍APに自装置の情報を送信することを示す情報と、近傍APの情報を通信装置100に送信する際に使用するRUの情報が含まれる。ここで、通信装置100近傍APに自装置の情報を送信することを示す情報はCommon InfoフィールドのTrigger Typeサブフィールドに含まれ、RUの情報は、User InfoフィールドのRU Allocationに含まれる。なお、受信したBeaconフレームの情報から、近傍APが11beに対応していないことを検知した場合は、トリガーフレームを送信しなくてもよい。
S506において、通信装置100が応答フレームを受信したか否かを判定する。応答フレームに含まれる近傍APの情報には、近傍APが受信したトリガーフレームに関する受信信号強度、近傍APと接続を確立したSTAの情報、Multi−AP通信への参加可否情報などが挙げられる。通信装置100が近傍APから応答フレームを受信する際に使用するチャネルは、通信装置100が受信した近傍APのBeaconフレーム情報から決定する。また、近傍APが応答フレームを送信する際に使用するRUは1つのチャネルの中からそれぞれの通信装置に対して割り当ててもよいし、複数のチャネルの中から割り当ててもよい。例えば近傍APが周波数帯域幅80MHz幅で近傍APの情報を送信する場合、20MHz幅のチャネルは4つ用いられる。このとき用いられる4つのチャネルのうち、通信装置104〜106は1つのチャネルの中から複数のRUまたはRA−RUを使用可能であり、また異なる複数のチャネルの中からRUまたはRA−RUを使用することも可能である。ここで、周波数帯域幅とチャネルの数はこれに限定されない。また、Muti−AP通信に参加しない近傍APは、トリガーフレームに対する応答フレームを通信装置100に送信しなくてもよい。
S506において、通信装置100が応答フレームを受信したと判定された場合は、近傍APが送信した情報に基づいて、通信装置100は近傍APの中からスレーブAPを決定する(S509)。スレーブAPの決定方法としては、例えば近傍APが受信したトリガーフレームの電波強度が高いAPを選択する方法や、接続が確立しているSTAの多いAPを選択する方法などが考えられるが、これに限定されない。選択方法として例えば、近傍APが通信装置100に送信する応答フレームのTrigger frame signal intensity414で示される電波強度が基準値より高いと判定された近傍APを優先的に選択してもよい。基準値はユーザが設定したりしてもよいし、ユーザの設定がない場合は記憶部201に保持されたデフォルトの設定を利用する。予めスレーブAPの数に上限が定められていてもよく、すべての近傍APをスレーブAPとしなくてもよい。
S506において、通信装置100が受信した応答フレームを受信していないと判定された場合は、処理を終了する。受信していないと判定された場合は、近傍APが11be規格に対応していない通信装置である場合や、11be規格に対応しているが、Muti−AP通信に参加しないと判断し、近傍APが通信装置100に応答フレームを送信しない場合などが考えられる。
スレーブAPと決定したAPに対して通信装置100はスレーブAP決定通知フレームを送信し、スレーブAPと決定したことを通知する(S510)。スレーブAPとならなかった場合は、スレーブAPとならなかったことを通知するスレーブAP決定通知フレームを送信してもよいし、送信しなくてもよい。
S504において、近傍APが2台以上存在しない場合、つまり近傍APが1台の場合は、通信装置100が近傍APに対してフレームを送信する(S507)。フレームは例えば、Actionフレームのようなマネジメントフレームに準拠したフレームが挙げられる。通信装置100が近傍APに送信するフレームには、近傍APの情報を通信装置100に送信することを示す情報が含まれる。近傍APが1台である場合は、並行して複数の通信装置の情報を送信、受信する必要がないため、トリガーフレーム及びOFDMAは用いなくてもよい。
S508において、通信装置100が応答フレームを受信したか否かを判定する。S508において、応答フレームを受信したと判定された場合は、通信装置100が受信した情報に基づいて、近傍APの中からスレーブAPを決定する(S509)。スレーブAPの決定方法は前述の通りである。
S510において、応答フレームを受信していないと判定された場合は、処理を終了する。
以下の図6〜図8を用いて、図5のフローチャートの処理の具体例を説明する。
図6は、通信装置100が新しく規定したTrigger Typeサブフィールド値を格納することで、通信装置104〜106に自装置の情報を通信装置100に送信することを示し、情報に基づいてスレーブAPを決定するシーケンス図である。トリガーフレームのTrigger Typeサブフィールド値を8に、AID12サブフィールド値を2045、または2047に設定し、近傍APである通信装置104〜106に送信することで、通信装置104〜106に自装置の情報を送信することを示す。
通信装置100は通信装置104〜106が送信するBeaconフレームを受信する(M6011)ことで、近傍にAPが存在していることを検知する。Beaconフレームを受信した場合は、Trigger Typeサブフィールド値を8に設定することで、Multi−APグループ形成トリガーフレームを生成し、通信装置104〜106に送信する(M6012)。本実施形態では、通信装置100と通信装置104〜106は接続を確立していないため、通信装置104〜106にはAIDが付与されていない。そのため、AID12サブフィールド値を2045、または2047に設定することで、通信装置104〜106は、AIDが付与されていない通信装置が使用可能なRUを用いて、自装置の情報を通信装置100に送信する(M6013)。
通信装置100は受信した通信装置104〜106の情報からスレーブAPを決定する(M6014)。図6のシーケンス図では、通信装置104と通信装置105がスレーブAPとなった場合を示しており、M6015において、通信装置104、105にスレーブAP決定通知フレームが送信される。通信装置106はスレーブAPにならなかったために、スレーブAP通知は送信されない。スレーブAP決定後に定期的に通信装置100がトリガーフレームと同じトリガーフレームを一部もしくは全てのスレーブAPに送信し、最新のスレーブAPに関わる情報を通信装置100が得てもよい。
図7は、スレーブAP決定処理を開始する前に、通信装置100と通信装置104〜106はすでに接続を確立し、通信装置104〜106のそれぞれにAIDが付与されている場合に、通信装置100がスレーブAPを決定するシーケンス図である。通信装置100はTrigger Typeサブフィールド値を8に設定し、すでに付与されたAIDの値を格納し、トリガーフレームを送信することで、通信装置104〜106に対して、自装置の情報を通信装置100に送信することを示す。
通信装置104〜106は、通信装置100に対して、Association Requestフレームを送信する(M7011)。通信装置100は受信したAssociation Requestフレームに対してAssociation Responseフレームを送信する(M7012)。これにより、通信装置100と通信装置104〜106は接続が確立される。
Beaconフレームを受信した場合は(M7013)、Trigger Typeサブフィールド値を8に設定することで、Multi−APグループ形成トリガーフレームを生成し、通信装置104〜106に送信する(M7014)。本実施形態では、Beaconフレームを受信したことを契機にトリガーフレームを送信したが、Association Responseフレームを送信したことを契機にトリガーフレームを送信してもよい。
User Info Fieldに含まれるAIDフィールド312のAID12サブフィールド値は、接続が確立している通信装置104〜106に付与された値が格納される。AIDフィールド312が含まれるUser Info306のセットは、通信装置100と接続が確立している近傍APの数分含まれることになる。トリガーフレームを受信した通信装置104〜106は、通信装置100に対して自装置の情報を送信する(M7015)。
スレーブAPを決定した後の工程は前述の通りである。
本実施形態において、通信装置100と通信装置104〜106は接続を確立しているため、スレーブAP決定後にスレーブAPが通信装置100に送る情報には、動的に変化する情報も含まれる。例えば、スレーブAPの位置が変化し、通信装置100とスレーブAPとの距離が大きくなり通信不能となる、スレーブAPに接続するSTAの位置が変化しスレーブAPとSTA間のチャンネル性能が変化する、などが考えられる。動的に変化する情報は、通信装置100が受信している通信装置104〜106が送信するBeaconフレームの情報から得られる。
図8は、既存のTrigger Typeサブフィールド値を設定することで、通信装置104〜106に自装置の情報を送信することを示し、情報に基づいて通信装置100がスレーブAPを決定するシーケンス図である。通信装置100は、Trigger Typeサブフィールド値を0に、AID12サブフィールド値を2047に設定することで、通信装置104〜106に対して、自装置の情報を通信装置100に送信することを示す。
通信装置100は通信装置104〜106が送信するBeaconフレームを受信する(M8011)ことで、近傍にAPが存在していることを検知する。Beaconフレームを受信した場合は、通信装置104〜106が自装置の情報を通信装置100に送信することを示すトリガーフレームを生成し、通信装置104〜106に送信する(M8012)。IEEE802.11ax規格において、Trigger Typeサブフィールド値が0である場合は、UL MU(Up Link Multi−User)送信を行うためのトリガーフレームを示す。しかし、Trigger Typeサブフィールド値が0であること、及びAID12サブフィールド値が2047であることで、通信装置104〜106は通信装置100に自装置の情報を通信装置100に送信するフレームであると解釈する。トリガーフレームを受信した通信装置104〜106は、通信装置100が指定したRUを使用して自装置の情報を通信装置100に送信する(M8013)。
スレーブAPを決定した後の工程は前述の通りである。
以上説明したように、本実施形態の通信装置100は、複数の近傍AP対して自装置の情報を通信装置100に送信することを示す情報と複数の近傍APに割り当てたRUの情報を有するトリガーフレームを送信する。トリガーフレームに対する応答フレームを通信装置100はOFDMAを用いて並行して情報を受信する。そのため、通信装置100と複数の近傍APが1対1で順番に通信を行い、複数の近傍APから情報を受信する場合と比較して、必要な情報を受信するまでの時間を短縮することができる。
また、複数の近傍APから必要な情報を受信するまでの時間を短縮することで、通信装置100はスレーブAPを効率よく選定し、Multi−AP通信の開始を早めることが可能になる。
尚、上述の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体をシステムあるいは装置に供給し、システムあるいは装置のコンピュータ(CPU、MPU)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行するようにしてもよい。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述の実施形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は上述の装置を構成することになる。
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVDなどを用いることができる。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSが実際の処理の一部または全部を行い、上述の機能を実現してもよい。OSとは、Operating Systemの略である。
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードを、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込む。そして、そのプログラムコードの指示に基づき、機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUが実際の処理の一部または全部を行い、上述の機能を実現してもよい。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
201 記憶部
202 制御部
203 機能部
204 入力部
205 出力部
206 通信部
207 アンテナ
202 制御部
203 機能部
204 入力部
205 出力部
206 通信部
207 アンテナ
Claims (18)
- 通信ネットワークのアクセスポイントとして動作する通信装置であって、
通信ネットワークのアクセスポイントとして動作する複数の他の通信装置のそれぞれが自装置の情報を前記通信装置に送信することを示す第1の情報と、前記複数の他の通信装置のそれぞれに割り当てた周波数成分を示す第2の情報と、を有するフレームを生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された前記フレームを前記複数の他の通信装置に送信する送信手段と、
前記複数の他の通信装置それぞれの情報を含み、前記複数の他の通信装置それぞれに割り当てられた周波数成分においてそれぞれ送信された応答フレームを、直交周波数分割多元接続(OFDMA)を用いて並行して受信する受信手段と、
を有することを特徴とする通信装置。 - 前記受信手段によって受信した前記応答フレームに含まれる情報に基づいて、前記複数の他の通信装置の中から前記通信装置の管理下で動作する通信装置を決定することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
- 前記フレームは、IEEE802.11axで規定されたトリガーフレームに準じたフォーマットを有することを特徴とする請求項1または2に記載の通信装置。
- 前記第1の情報は、前記フレームのCommon Infoフィールドに含まれ、前記第2の情報は、前記フレームのUser Infoフィールドに含まれることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の通信装置。
- 前記第1の情報はCommon InfoフィールドのTrigger Typeサブフィールドに含まれることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の通信装置。
- 前記第1の情報において、前記Trigger Typeサブフィールドに含まれる値は0または8であることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の通信装置。
- 前記第2の情報は、前記フレームのUser InfoフィールドのRU Allocationサブフィールドに含まれることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の通信装置。
- 前記第2の情報はRU(Resource Unit)であることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の通信装置。
- 前記フレームは、通信装置の識別子である第1の識別情報を更に含み、前記通信装置は、前記フレームに含まれる第1の識別情報に基づいて、接続を確立していない前記複数の他の通信装置が使用可能な前記第2の情報を割り当てることを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の通信装置。
- 前記通信装置は、前記第1の識別情報及び前記複数の他の通信装置と接続を確立した際に付与した第2の識別情報に基づいて、前記複数の他の通信装置のそれぞれに割り当てた周波数成分を示す前記第2の情報を割り当てる特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の通信装置。
- 前記第1の識別情報は前記フレームのUser Infoフィールドに含まれることを特徴とする請求項9または10に記載の通信装置。
- 前記第1の識別情報はUser InfoフィールドのAID(Association ID)サブフィールドに含まれることを特徴とする請求項9から11の何れか1項に記載の通信装置。
- 前記第2の識別情報はAID(Association ID)であることを特徴とする請求項10に記載の通信装置。
- 前記通信装置はIEEE802.11be規格に準拠したアクセスポイントとして動作することを特徴とする請求項1から13の何れか1項に記載の通信装置。
- 前記他の通信装置はIEEE802.11be規格に準拠したアクセスポイントとして動作することを特徴とする請求項1から14の何れか1項に記載の通信装置。
- 通信ネットワークのアクセスポイントとして動作する通信装置であって、
前記通信装置の情報を通信ネットワークのアクセスポイントとして動作する他の通信装置に送信することを示す第1の情報と前記通信装置のそれぞれに割り当てたられた周波数成分を示す第2の情報とを有するフレームを前記他の通信装置から受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された前記フレームに対する応答であり、前記通信装置の情報が含まれる応答フレームを前記第2の情報で示された周波数成分において、直交周波数分割多元接続(OFDMA)を用いて並行して送信する送信手段と、
を有することを特徴とする通信装置。 - 通信ネットワークのアクセスポイントとして動作する第1の通信装置と前記第1の通信装置とは異なる複数の第2の通信装置とにおける通信方法であって、
前記第1の通信装置は、通信ネットワークのアクセスポイントとして動作する前記複数の第2の通信装置のそれぞれが自装置の情報を前記第1の通信装置に送信することを示す第1の情報と、前記複数の第2の通信装置のそれぞれに割り当てた周波数成分を示す第2の情報と、を有するフレームを生成する生成工程と、
前記生成工程によって生成された前記フレームを前記複数の第2の通信装置に送信する第1の送信工程を有し、
前記複数の第2の通信装置のそれぞれは、前記フレームの受信に応じて、自装置の情報を含む応答フレームを、前記第2の情報によって示された周波数成分において送信する第2の送信工程を有し、
前記第1の通信装置はさらに、前記第2の送信工程によって送信された前記応答フレームを、直交周波数分割多元接続(OFDMA)を用いて並行して受信する受信工程と、
を有することを特徴とする通信方法。 - コンピュータを請求項1から16の何れか1項に記載された通信装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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