JP2022151570A - 通信装置、通信方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 複数の周波数チャネルを介して通信装置と他の通信装置が接続を確立している際に、接続を確立している全周波数チャネルへのフレームの送信を抑制すること。【解決手段】 複数の周波数チャネルを介して1つまたは複数の他の通信装置と接続を確立している状態で、マルチキャスト通信またはブロードキャスト通信でフレームを送信する際に、前記複数の周波数チャネルにおいてパワーセーブ状態で動作しているかに基づいて、前記フレームを送信する周波数チャネルを決定し、決定された周波数チャネルにおいて前記フレームを送信する。【選択図】 図7
Description
本発明は、無線通信を行う通信装置に関する。
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers、米国電気電子技術者協会)が策定しているWLAN通信規格として、IEEE802.11規格シリーズが知られている。尚、WLANとはWireless Local Area Networkの略である。IEEE802.11シリーズ規格としては、IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax規格などの規格がある。
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向上を実現している。尚、OFDMAは、Orthogonal Frequency-Division Multiple Accessの略である。
更なるスループット向上のために、IEEE802.11axの後継規格として、IEEE802.11beの規格策定を行うTask Groupが発足した。
IEEE802.11be規格では、1台のAP(Access Point)が異なる複数の周波数チャネルを介して1台のSTA(Station)と複数のリンクを確立し、通信する技術が検討されている。
このようにIEEE802.11be規格では、APとSTAとが複数の周波数チャネルを介して接続を確立し、並行して通信を行うMulti-Link(マルチリンク)通信が検討されている。
APとSTAとが第1の周波数チャネルと第2の周波数チャネルを介して接続を確立している場合に、STAが、第1の周波数チャネルでは通信することが可能な状態で、STAが、第2の周波数チャネルでは通信することが可能ではない状態である場合がある。
その際に、APがSTAに対してマルチキャストまたはブロードキャスト通信でフレームを送信すると、第2の周波数チャネルに対しても送信される。
ここで例えば、STAがパワーセーブ状態で動作している第2の周波数チャネルにおいてもフレームが送信されることで、STAは無駄に第2の周波数チャネルにおいて通信状態が可能な状態にならなければならないおそれがある。
また、APとSTAとが第1の周波数チャネルと第2の周波数チャネルを介して接続を確立している場合に、例えば第2の周波数チャネルの通信状況が悪い場合がある。このとき第2周波数チャネルに対してもフレームが送信されてしまうと、パケットロスが発生してしまい、他方の周波数チャネルにおいて再送しなければならないおそれがある。
また、APとSTAとが第1の周波数チャネルと第2の周波数チャネルと第3の周波数チャネルを介して接続を確立している場合に、例えば第1の周波数チャネルと第2の周波数チャネルとが近い場合がある。このとき第2周波数チャネルに対してフレームが送信されてしまうと、それぞれの周波数チャネルでのフレームの送受信に影響を及しあい、第1の周波数チャネルにおいて無駄に送受信できない期間が発生するおそれがある。
このように、マルチリンク通信時は、マルチキャスト通信またはブロードキャスト通信で全周波数チャネルに送信されると上記のような問題があった。
上記課題を鑑み、本発明は、複数の周波数チャネルを介して通信装置と他の通信装置が接続を確立している際に、接続が確立している全周波数チャネルへのフレームの送信を抑制することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の通信装置は、
複数の周波数チャネルを介して1つまたは複数の他の通信装置と接続を確立する確立手段と、
前記確立手段によって前記複数の周波数チャネルを介して前記1つまたは複数の他の通信装置と接続を確立している状態で、マルチキャスト通信またはブロードキャスト通信でフレームを送信する際に、前記複数の周波数チャネルにおいてパワーセーブ状態で動作しているかに基づいて、前記フレームを送信する周波数チャネルを決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された周波数チャネルにおいて前記フレームを送信する送信手段と
を有する
また、本発明の通信装置は、
複数の周波数チャネルを介して1つまたは複数の他の通信装置と接続を確立する確立手段と、
前記確立手段によって前記複数の周波数チャネルを介して前記1つまたは複数の他の通信装置と接続を確立している状態で、マルチキャスト通信またはブロードキャスト通信でフレームを送信する際に、前記複数の周波数チャネルの通信状況に基づいて、前記フレームを送信する周波数チャネルを決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された周波数チャネルにおいて前記フレームを送信する送信手段と
を有する。
複数の周波数チャネルを介して1つまたは複数の他の通信装置と接続を確立する確立手段と、
前記確立手段によって前記複数の周波数チャネルを介して前記1つまたは複数の他の通信装置と接続を確立している状態で、マルチキャスト通信またはブロードキャスト通信でフレームを送信する際に、前記複数の周波数チャネルにおいてパワーセーブ状態で動作しているかに基づいて、前記フレームを送信する周波数チャネルを決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された周波数チャネルにおいて前記フレームを送信する送信手段と
を有する
また、本発明の通信装置は、
複数の周波数チャネルを介して1つまたは複数の他の通信装置と接続を確立する確立手段と、
前記確立手段によって前記複数の周波数チャネルを介して前記1つまたは複数の他の通信装置と接続を確立している状態で、マルチキャスト通信またはブロードキャスト通信でフレームを送信する際に、前記複数の周波数チャネルの通信状況に基づいて、前記フレームを送信する周波数チャネルを決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された周波数チャネルにおいて前記フレームを送信する送信手段と
を有する。
また、本発明の通信装置は、
第1の周波数チャネルと第2の周波数チャネルと第3の周波数チャネルを介して他の通信装置と接続を確立する確立手段と、
前記確立手段によって前記第1の周波数チャネルと前記第2の周波数チャネルと前記第3の周波数チャネルを介して前記他の通信装置と接続を確立している状態で、マルチキャスト通信またはブロードキャスト通信でフレームを送信する際に、前記第1の周波数チャネルと前記第2の周波数チャネルにおいて並行して送受信が可能である場合、前記第1の周波数チャネルまたは前記第2の周波数チャネルにおいて、前記フレームを送信し、
前記第1の周波数チャネルと前記第2の周波数チャネルにおいて並行して送受信が可能ではない場合、前記第3の周波数チャネルにおいて前記フレームを送信する送信手段と
を有する。
第1の周波数チャネルと第2の周波数チャネルと第3の周波数チャネルを介して他の通信装置と接続を確立する確立手段と、
前記確立手段によって前記第1の周波数チャネルと前記第2の周波数チャネルと前記第3の周波数チャネルを介して前記他の通信装置と接続を確立している状態で、マルチキャスト通信またはブロードキャスト通信でフレームを送信する際に、前記第1の周波数チャネルと前記第2の周波数チャネルにおいて並行して送受信が可能である場合、前記第1の周波数チャネルまたは前記第2の周波数チャネルにおいて、前記フレームを送信し、
前記第1の周波数チャネルと前記第2の周波数チャネルにおいて並行して送受信が可能ではない場合、前記第3の周波数チャネルにおいて前記フレームを送信する送信手段と
を有する。
本発明によれば、複数の周波数チャネルを介して通信装置と他の通信装置が接続を確立している際に、接続を確立している全周波数チャネルへのフレームの送信を抑制することができるようになる。
(実施形態1)
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。尚、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。
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。尚、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102が構築するネットワークの構成を示す。通信装置102はネットワーク101を構築する役割を有するアクセスポイント(Access Point、AP)である。尚、ネットワーク101は無線ネットワークである。
また、通信装置103はネットワーク101に参加する役割を有するステーション(Station、STA)である。各通信装置は、IEEE802.11be(EHT)規格に対応しており、ネットワーク101を介してIEEE802.11be規格に準拠した無線通信を実行することができる。尚、IEEEはInstitute of Electrical and Electronics Engineersの略である。また、EHTは、Extremely High Throughputの略である。尚、EHTは、Extreme High Throughputの略であると解釈してもよい。各通信装置は、2.4GHz帯、5GHz帯、および6GHz帯の周波数帯において通信することができる。各通信装置が使用する周波数帯は、これに限定されるものではなく、例えば60GHz帯のように、異なる周波数帯を使用してもよい。また、各通信装置は、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102、103は、IEEE802.11be規格に準拠したOFDMA通信を実行することで、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通信とは、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、分割された周波数帯の一部(RU、Resource Unit)が各STAに夫々重ならないように割り当てられ、各STAに割り当てられた搬送波が直交する。そのため、APは複数のSTAと並行して通信することができる。また、通信装置102、103はMLD(Multi-Link Device)である。MLDとは、相手装置と複数の周波数チャネルを介して並行して通信を実行することが可能な通信装置である。
図2、図3は、通信装置102が構築するネットワークの周波数チャネル構成例を示す。通信装置102、103は、複数の周波数チャネルを介してLinkを確立し、Multi-Link通信を実行する。ここで、周波数チャネルとは、IEEE802.11シリーズ規格に定義された周波数チャネルであって、IEEE802.11シリーズ規格に準拠した無線通信を実行できる周波数チャネルを指す。IEEE802.11シリーズ規格では、2.4GHz帯、5GHz帯、および6GHz帯の各周波数帯に複数の周波数チャネルが定義されている。また、IEEE802.11シリーズ規格では、各周波数チャネルの帯域幅は20MHzとして定義されている。尚、隣接する周波数チャネルとボンディングすることで、1つの周波数チャネルにおいて40MHz以上の帯域幅を利用してもよい。図2において、通信装置102と通信装置103は、周波数チャネル1ch(201)と周波数チャネル48ch(202)で接続されている。図3において、通信装置102と通信装置103は、周波数チャネル1ch(301)と周波数チャネル2ch(302)周波数チャネル48ch(303)で接続されている。このように、通信装置102は、複数の周波数チャネルを介したLinkを通信装置103と確立することで、通信装置103との通信におけるスループットを向上させることができる。また、通信装置102は、通信装置103と周波数帯の異なる複数の接続を確立することで、所定の周波数帯域が混雑している場合であっても、通信装置103と他方の周波数帯域で通信することができる。そのため、通信装置103との通信におけるスループットの低下を防ぐことができる。
Multi-Link通信において、通信装置102と103のそれぞれが確立する複数のLinkは、少なくともそれぞれの周波数チャネルが異なればよい。尚、Multi-Link通信において、通信装置102と103それぞれとが確立する複数のLinkの周波数チャネルのチャネル間隔は、少なくとも20MHzより大きければよい。
Multi-Link通信を行う場合、通信装置102は、1つのデータを分割して複数のLinkを介して相手装置に送信する。あるいは通信装置102と103とは、複数のLinkのそれぞれを介して同じデータを送信することで、一方のLinkを介した通信を、他方のLinkを介した通信に対するバックアップの通信としてもよい。具体的には、通信装置102が、1chを介した第1のLinkと48chを介した第2のLinkとを介して同じデータを通信装置103に送信するとする。この場合に、例えば第1のLink(1ch)を介した通信においてエラーが発生しても、第2のLink(48ch)を介して同じデータを送信しているため、通信装置103は通信装置102から送信されたデータを受信することができる。あるいは、通信装置102は、通信するフレームの種類やデータの種類に応じてLinkを使い分けてもよい。通信装置102は、例えばマネジメントフレームは第1のLink(1ch)を介して送信し、データを含むデータフレームは第2のLink(48ch)を介して送信するようにしてもよい。尚、マネジメントフレームとは、具体的にはBeaconフレームや、Probe Requestフレーム/Responseフレーム、Association Requestフレーム/Responseフレームを指す。また、これらのフレームに加えて、Disassociationフレーム、Authenticationフレームや、De-Authenticationフレーム、Actionフレームも、マネジメントフレームと呼ばれる。Beaconフレームは、ネットワークの情報を報知するフレームである。また、Probe Requestフレームとはネットワーク情報を要求するフレームであり、Probe Responseフレームはその応答であって、ネットワーク情報を提供するフレームである。Association Requestフレームとは、接続を要求するフレームであり、Association Responseフレームはその応答であって、接続を許可やエラーなどを示すフレームである。Disassociationフレームとは、接続の切断を行うフレームである。Authenticationフレームとは、相手装置を認証するフレームであり、De-Authenticationフレームは相手装置の認証を中断し、接続の切断を行うフレームである。Actionフレームとは、上記以外の追加の機能を行うためのフレームである。通信装置102、103は、IEEE802.11シリーズ規格に準拠したマネジメントフレームを送受信する。あるいは、通信装置102は、例えば撮像画像に関するデータを送信する場合、日付や撮像時のパラメータ(絞り値やシャッター速度)、位置情報などのメタ情報は第1のLinkを介して送信し、画素情報は第2のLinkを介して送信するようにしてもよい。
また、通信装置102、103はMIMO(Multiple-Input And Multiple-Output)通信を実行できてもよい。この場合、通信装置102、103は複数のアンテナを有し、一方がそれぞれのアンテナから異なる信号を同じ周波数チャネルを用いて送る。受信側は、複数のアンテナを用いて複数ストリームから到達したすべての信号を同時に受信し、各ストリームの信号を分離し、復号する。このように、MIMO通信を実行することで、通信装置102、103は、MIMO通信を実行しない場合と比べて、同じ時間でより多くのデータを通信することができる。また、通信装置102、103は、Multi-Link通信を行う場合に、一部のLinkにおいてMIMO通信を実行してもよい。
尚、通信装置102、103は、IEEE802.11be規格に対応するとしたが、これに加えて或いは代えて、IEEE802.11be規格より前の規格であるレガシー規格の少なくとも何れか1つに対応していてもよい。レガシー規格とは、IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax規格及びのことである。尚、本実施形態では、IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax/be規格及び後継規格の少なくとも何れか1つを、IEEE802.11シリーズ規格と呼ぶ。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。尚、UWBはUltra Wide Bandの略であり、MBOAはMulti Band OFDM Allianceの略である。尚、OFDMはOrthogonal Frequency Division Multiplexingの略である。また、NFCはNear Field Communication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102の具体例としては、無線LANルーターやPCなどが挙げられるが、これらに限定されない。通信装置102は、他の通信装置とMulti-Link通信を実行することができる通信装置であれば何でもよい。また、通信装置103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。通信装置103は、他の通信装置と無線Link通信を実行することができる通信装置であればよい。また、図1および図2および図3のネットワークは1台のAPと1台のSTAによって構成されるネットワークであるが、APおよびSTAの台数はこれに限定されない。
図4に、本実施形態における通信装置102のハードウェア構成を示す。通信装置102は、記憶部401、制御部402、機能部403、入力部404、出力部405、通信部406およびアンテナ407を有する。
記憶部401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コンピュータプログラムや、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。ROMはRead Only Memoryの、RAMはRandom Access Memoryの夫々略である。尚、記憶部401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401が複数のメモリ等を備えていてもよい。
制御部402は、例えば、例えばCPUやMPU等の1以上のプロセッサにより構成され、記憶部401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102全体を制御する。尚、制御部402は、記憶部401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102全体を制御するようにしてもよい。また、制御部402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(無線フレーム)を生成する。尚、CPUはCentral Processing Unitの、MPUは、Micro Processing Unitの略である。また、制御部402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102全体を制御するようにしてもよい。
また、制御部402は、機能部403を制御して、無線通信や、撮像、印刷、投影等の所定の処理を実行する。機能部403は、通信装置102が所定の処理を実行するためのハードウェアである。
入力部404は、ユーザからの各種操作の受付を行う。出力部405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405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。尚、タッチパネルのように入力部404と出力部405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404および出力部405は、夫々通信装置102と一体であってもよいし、別体であってもよい。
通信部406は、IEEE802.11be規格に準拠した無線通信の制御を行う。また、通信部406は、IEEE802.11be規格に加えて、他のIEEE802.11規格シリーズに準拠した無線通信の制御や、有線LAN等の有線通信の制御を行ってもよい。通信部406は、アンテナ407を制御して、制御部402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。尚、通信装置102が、IEEE802.11be規格に加えて、NFC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102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、夫々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102は通信部406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103と通信する。尚、アンテナ407は、通信部406と別体として構成されていてもよいし、通信部406と合わせて1つのモジュールとして構成されていてもよい。
アンテナ407は、2.4GHz帯、5GHz帯、および6GHz帯における通信が可能なアンテナである。本実施形態では、通信装置102は1つのアンテナを有するとしたが、周波数帯ごとに異なるアンテナを有していてもよい。また、通信装置102は、アンテナを複数有している場合、各アンテナに対応した通信部406を有していてもよい。
尚、通信装置103は通信装置102と同様のハードウェア構成を有する。
図5には、本実施形態における通信装置102の機能構成を示す。通信装置102は、Multi-Link通信の能力情報生成部501、Multi-Link通信の運用情報決定部502、Group Addressed Frame送信周波数チャネル決定部503、接続処理部504、データ送受信部506で構成される。
能力情報生成部501は、通信装置102のMulti-Link通信に関する能力情報を生成するブロックである。通信装置102は、自装置のMulti-Link通信に関する能力を他の通信装置に通知するための能力情報を生成する。ここで能力情報は、通信装置102が使用可能な周波数帯や周波数チャネルや帯域幅を指す。尚、能力情報については、自装置の能力情報を他の通信装置に通知してもよいし、あるいは他の通信装置から相手装置の能力情報を受信するだけでもよい。
運用情報決定部502は、自装置および相手装置のMulti-Link通信に関する能力情報に基づいて、相手装置とのMulti-Link通信に関する運用情報を決定するブロックである。Multi-Link通信に関する運用情報とは、通信装置102と103との間で、Multi-Link通信で使用する周波数チャネルや帯域幅などのことを指す。運用情報については、決定した運用情報を相手装置に通知してもよいし、しなくてもよい。
Group Addressed Frame送信周波数チャネル決定部503は、Group Addressed Frameを送信する対象となる周波数チャネルを決定するブロックである。Group Addressed Frameを送信する対象となる周波数チャネルは能力情報生成部501、あるいは接続処理部504から得られる周波数チャネルの接続に関する情報に基づき決定する。ここでGroup Addressed Frameとは、MACフレームのDestination Address(DA)に含めるMACアドレスにおいて、Group Bitが1であるアドレスを含むフレームを指す。例えば、Beaconフレームのようなブロードキャストフレームは、Group Bitが1のため、Group Addressed Frameの一種である。また、マルチキャストフレームについても同様にGroup Bitを1とするため、Group Addressed Frameとなる。Group Addressed Frameはマルチキャスト通信/ブロードキャスト通信で送信される。
接続処理部504は、通信装置102が構築したネットワークにSTAである通信装置103を参加させるための処理を行うブロックである。具体的には例えば、接続処理部504は、通信装置102に、通信装置103から受信した接続要求であるAssociation Requestに対する応答として、Association Responseフレームを送信させる。尚、通信装置102は、自装置が接続を確立する複数のLinkのそれぞれに対応する接続処理部504を有してもよいし、1つの接続処理部504を時分割で使用してもよい。
データ送受信部506は、運用情報決定部502によって決定されたMulti-Link通信に関する運用情報に基づいて、Multi-Link通信におけるデータフレームの送受信を行うブロックである。
尚、通信装置103は通信装置102と同様の機能構成を有するが、以下の点が異なる。
通信装置103は、運用情報決定部502に代えて、不図示の要求情報決定部を有する。自装置および相手装置のMulti-Link通信に関する能力情報に基づいて、相手装置とのMulti-Link通信に関する要求情報を決定するブロックである。Multi-Link通信に関する要求情報とは、通信装置102と103との間のMulti-Link通信で使用することを要求する周波数チャネルや帯域幅などを指す。要求情報については、決定した要求情報を相手装置に通知してもよいし、しなくてもよい。
図6に通信装置102と通信装置103とがMulti-Link通信を行う場合に実行する処理の一例を示すシーケンス図を示す。
通信装置102および通信装置103は第1のLinkにおいて、2.4GHz帯の1chを介した通信を行い、第2のLinkにおいて、5GHz帯の36chを介した通信の処理を行う例を示す。
本シーケンスの処理は、通信装置102および103のそれぞれの電源が投入されたことに応じて開始される。あるいは、通信装置102および103の少なくとも一方は、ユーザまたはアプリケーションからMulti-Link通信の開始を指示されたことに応じて開始してもよい。あるいは通信装置102および103の少なくとも一方は、相手装置と通信したいデータのデータ量が所定の閾値以上となったことに応じて開始してもよい。
まず、通信装置102は、1chにおいて、自装置のネットワーク情報を含むBeaconを送信することで、該ネットワーク情報を周囲のSTAへ報知する(S601)。ネットワーク情報とは具体的には、通信装置102がBeaconを送信する送信間隔や、通信装置102のSSIDである。SSIDとは、Service Set Identifierの略である。これに加えて、通信装置102はネットワーク情報をBeaconに含めることで、通信装置102のMulti-Link通信に関する能力情報を報知してもよい。
通信装置103は、1chにおいて送信されている通信装置102のBeaconを受信すると、Probe Requestを1chにおいて送信する(S602)。Probe Requestには、通信装置103のSSIDが含まれる。また、これに加えて、通信装置103は、通信装置103のMulti-Link通信に関する能力情報を通知する。
通信装置102は、Probe Requestを受信すると、応答としてProbe Responseを、1chにおいて通信装置103に送信する(S603)。通信装置102は、BeaconにMulti-Link通信に関する能力情報を含めなかった場合、該能力情報をProbe Responseに含めて送信する。あるいは、通信装置102は、Multi-Link通信に関する能力情報のうち、一部のみをBeaconに含め、残りの情報またはすべての情報をProbe Responseに含めるようにしてもよい。
S601~S603の処理を行うことで、通信装置102と103とは、それぞれのMulti-Link通信に関する能力情報を交換することができる。
次に、通信装置103は、通信装置102に接続要求であるAssociation Requestを1chにおいて送信する。この場合に、通信装置103は、Multi-Link通信に関する能力情報をAssociation Requestに含めることで、通信装置103のMulti-Link通信に関する能力情報を通知してもよい。ここでMulti-Link通信に関する能力情報は例えば、Multi-Link Elementである。尚、通信装置103は、S601またはS603の少なくとも一方で取得した通信装置102のMulti-Link通信に関する能力情報に基づいて、S604で送信する能力情報を決定してもよい。例えば、通信装置103がMulti-Link通信において、2.4GHz帯と5GHz帯とにおけるLinkを組み合わせることができる場合であっても、通信装置102が2.4GHz帯内の複数Linkのみしか対応していないとする。この場合、通信装置103は、本ステップで送信する能力情報として、2.4GHz帯における複数Linkの確立に関する能力情報のみを送信してもよい。また、本実施形態では、通信装置103はS602において自装置のMulti-Link通信に関する能力情報を送信するとしたが、これに限らずS602では能力情報を送信せず、本ステップでのみ送信するようにしてもよい。あるいは、通信装置103は、Association Requestに、Multi-Link 通信に関する能力情報を含めることで、能力情報ではなく、Multi-Link通信を行う際に要求する要求情報を送信してもよい。通信装置103が要求する要求情報は、Multi-Linkに関する能力情報によって示されてもよいし、別のElementによって示されてもよい。
通信装置102は、Association Requestを受信すると、応答としてAssociation Responseを、1chにおいて通信装置103に送信する(S605)。ここで送信されるAssociation Responseには、通信装置102が決定した、通信装置103とのMulti-Link通信を行う際の運用情報が含まれる。また、S604においてSTAである通信装置103が要求する運用情報を含めたAssociation Requestを送信していた場合、通信装置102は該要求に対する可否のみを含むAssociation Responseを送信してもよい。
Association Responseに含まれた運用情報によるMulti-Link通信を通信装置103が実行可能な場合、通信装置102と103とは、1chを介したLinkを確立し、データ通信を開始する(S606)。また、この場合に、通信装置102が送信した運用情報に、36chを介したLinkの運用情報が含まれていた場合、通信装置102と103とは36chを介したLinkも確立し、データ通信を開始する(S607)。
尚、通信装置102が通信装置103にS604で要求された要求情報に対して、S605で許可を示した場合も同様にS606の処理が行われる。また、S604で通信装置103が送信した要求情報に、36chを介したLinkに関する要求情報も含まれていた場合、S607の処理が行われる。
本実施形態では、1つの周波数チャネルにおけるフレームの送受信によって、2つのLinkが確立されたが、これに限らず、3つ以上のLinkが確立されてもよい。
また、本実施形態では、通信装置102と103との間に、まだLinkが確立されていない状態からMulti-Link通信を開始する場合を示したが、これに限らない。通信装置102と103とは、既に確立しているLinkに加えて、新たなLinkを確立することで、Multi-Link通信を開始してもよい。この場合、STAである通信装置103は、APである通信装置102のMulti-Link通信に関する能力情報を取得済みの場合、S604の処理から開始してもよい。あるいは、通信装置102は通信装置103のMulti-Link通信に関する能力情報を取得済みの場合、通信装置103にAssociation Requestを送信させる信号を送信することで、S604の処理から開始できるようにしてもよい。あるいは、通信装置102と103とは、既に確立している複数のLinkに加えて、新たにLinkを確立してもよい。これらの場合、図6のシーケンスはS604から開始されてもよい。
また、本実施形態では、1つの周波数チャネルにおけるフレームの送受信によって、複数の周波数チャネルを介したLinkを確立する場合を示したが、これに限らない。通信装置102と103とは、Multi-Link通信を実行する場合に、1つの周波数チャネルを介したフレームの送受信によって、既に確立されている複数の周波数チャネルを介したLinkを切断してもよい。
以上、図6に示したように、通信装置102と103とは、ある周波数チャネル(あるいはLink)を介したフレームの送受信によって、他の周波数チャネルにおけるLinkの確立や切断を制御することができる。また、通信装置102と103とは、ある周波数チャネル(またはLink)を介したフレームの送受信によって、複数の周波数チャネルにおけるLinkの確立または切断を制御することができる。
また、図6のシーケンスにおいて、前述したS601~S605において送信されるマネジメントフレームの少なくとも1つに、送信者は自装置のMLD(Multi-Link Device) MAC Addressを含めてもよい。MLD MAC AddressとはMulti-Link通信を行うことが可能な通信装置の識別情報である。また、S601~S605において送信されるマネジメントフレーム以外のフレームの少なくとも1つに、送信者は自装置のMLD MAC Addressを含めてよい。
(実施形態1)
図7は、通信装置102の記憶部401に記憶されているプログラムを制御部402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。本実施形態では、STAがパワーセーブ状態で動作する周波数チャネルが存在するかに基づいて、APがフレームを送信する周波数チャネルを決定する例を示す。ここで、STAがパワーセーブ状態で動作する周波数チャネルとは、フレームの送受信ができない周波数チャネルを示す。また、STAはパワーセーブ状態に入ることを示す情報をデータフレームに格納してAPに送信することで通知する。
図7は、通信装置102の記憶部401に記憶されているプログラムを制御部402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。本実施形態では、STAがパワーセーブ状態で動作する周波数チャネルが存在するかに基づいて、APがフレームを送信する周波数チャネルを決定する例を示す。ここで、STAがパワーセーブ状態で動作する周波数チャネルとは、フレームの送受信ができない周波数チャネルを示す。また、STAはパワーセーブ状態に入ることを示す情報をデータフレームに格納してAPに送信することで通知する。
本フローチャートは、通信装置102がGroup Addressed Frameを送信することで開始される。あるいは、通信装置102が他の通信装置との接続形態が変化したときに開始してもよい。接続形態が変化したときとは、例えば、他の通信装置と新たなLinkで接続が始まったとき、あるいは他の通信装置との接続が切断されたときである。
通信装置102は、STAがパワーセーブ状態で動作する周波数チャネルが存在する否かの判定を行う(S701)。
次に通信装置102は、S701において、STAがパワーセーブ状態で動作する周波数チャネルが存在すると判定された場合、STAがパワーセーブ状態で動作していない周波数チャネルを、フレームを送信する周波数チャネルを決定する(S702)。
図2を用いて説明すると、例えば、通信装置103は1chにおいてパワーセーブ状態で動作すると判定された場合は、48chを、フレームを送信する周波数チャネルに決定し、1chにおいてフレームを送信しない。S701において、STAがパワーセーブ状態で動作する周波数チャネルが存在しないと判定された場合は、所定の方法でフレームを送信する周波数チャネルを決定する(S703)。S703において、フレームを送信する周波数チャネルは、無作為に1つを選んでもよいし、周波数チャネル番号に基づいて選択してもよいし、別の判定方法で周波数チャネルを選択してもよい。別の判定方法として例えば、フレームを送信した場合に、最も多くのSTAに送信可能な周波数チャネルを選択してもよい。また、混雑度の低い周波数チャネルを選択してもよいし、non-STRの周波数チャネルを避けて周波数チャネルを選択してもよい。non-STRの周波数チャネルに関しては後述する実施形態3で詳細な説明をする。また、STAがパワーセーブ状態で動作する周波数チャネルが複数存在する場合も上述の方法でフレームを送信する周波数チャネルを決定することができる。
S702、S703においてフレームを送信する周波数チャネルを選択した場合、APと接続を確立している全てのSTAにフレームを送信するための周波数チャネルの決定が完了したか否かの判定を行う(S704)。S704の詳細なフローは後述の図8で説明する。S704において、フレームを送信する周波数チャネルの決定が完了したと判定された場合は、本フローチャートを終了する。S704において、フレームを送信する周波数チャネルの決定が完了していないと判定された場合は、S701に戻りフレームを送信する周波数チャネルを選択する。
以上のように、本実施形態によると通信装置102は、STAがパワーセーブ状態で動作する周波数チャネルが存在する場合に、該周波数チャネルを避けてフレームを送信する周波数チャネルを決定することができる。さらに、該周波数チャネルを避けることで、一部の機能をパワーセーブ状態にしている通信装置を起動させ、フレームを受信することが可能な状態にするための処理を抑制することができる。
図8は、通信装置102の記憶部401に記憶されているプログラムを制御部402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。本フローチャートでは、Group Addressed Frameを送信する周波数チャネルが決定された際に、APと接続を確立しているSTAにGroup Addressed Frameが送信されるかを判定する。本実施形態では1台のAPと1台のSTAとが2本の周波数チャネルを介して接続を確立している場合にGroup Addressed Frameを送信する周波数チャネルを決定する例を示した。しかし、APと複数のSTAとが複数の周波数チャネルを介して接続を確立している場合においては、S702、S703において決定された周波数チャネルにおいて該フレームを送信するとSTAによっては該フレームを受信できない場合がある。そのため、該フレームを受信しないSTAが存在しないか否かを本フローチャートによって判定する。
通信装置102は、通信装置103と接続を確立している周波数チャネルのそれぞれにおいて、接続確立時等に通信装置103のMLD MAC Addressを取得している。図2に示す構成例に基づいて説明すると、例えば通信装置103は、1chと48chにおいて通信装置102と接続しているため、通信装置102は通信装置103からMLD MAC Addressを2つ取得している。
通信装置102は、フレームを送信すると決定された周波数チャネルにおいて接続を確立しているSTAのMAC Addressである第1のMAC Address群を取得する(S801)。本実施形態ではSTAのMAC AddressとしてMLD MAC Addressを使用する。
次に通信装置102は、全ての周波数チャネルにおいて接続を確立している全STAのMAC Addressである第2のMAC Address群を取得する(S802)。尚、第1のMAC Address群及び第2のMAC Address群は、フレームを送信する周波数チャネル群の決定の完了を判定するタイミングではなく、予め第1のMAC Address群を取得していてもよい。例えばSTAと新たに接続を確立したとき、あるいは切断したときに第1のMAC Address群を取得してもよい。
次に通信装置102は、第1のMAC Address群と第2のMAC Address群が一致するか否かを判定する(S803)。S803において第1のMAC Address群と第2のMAC Address群が一致すると判定された場合、通信装置102は、送信周波数チャネルの決定を完了したと判定する(S804)。S804によってフレームを送信する周波数チャネルの決定が完了したと判定されると、決定された送信周波数チャネル以外の周波数チャネルにおいてフレームを送信せずにフレームを送信周波数の決定のフローを終了する。
S803において第1のMAC Address群と第2のMAC Address群が一致しないと判定された場合、通信装置102は送信周波数チャネルの決定が未完了であると判定し、送信周波数チャネル決定の完了判定のフローを終了する(S805)。
尚、図8ではMAC Addressを用いて完了を判定する例を挙げたが、これに限らず、APとSTAが接続を確立する際に共有するMulti-Link情報を用いてもよい。また、STAのMACアドレスを用いてフレームを送信する周波数チャネルの決定の完了を判定してもよい。
(実施形態2)
実施形態1では、APとSTAが複数の周波数チャネルを介して接続を確立している状態において、STAがパワーセーブ状態で動作する周波数チャネルが存在する場合に、該周波数チャネルを避ける例を示した。本実施形態では、APとSTAとが接続を確立している周波数チャネルにおいて、混雑度の高い周波数チャネルを避けて、フレームを送信する周波数チャネルを決定する例について示す。
実施形態1では、APとSTAが複数の周波数チャネルを介して接続を確立している状態において、STAがパワーセーブ状態で動作する周波数チャネルが存在する場合に、該周波数チャネルを避ける例を示した。本実施形態では、APとSTAとが接続を確立している周波数チャネルにおいて、混雑度の高い周波数チャネルを避けて、フレームを送信する周波数チャネルを決定する例について示す。
図9は、通信装置102の記憶部401に記憶されているプログラムを制御部402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。
通信装置102は、通信装置103と接続を確立している周波数チャネルにおいて、混雑度の高いリンクが存在するか否かの判定を行う(S901)。
次に通信装置102は、S901で混雑度の高い周波数チャネルが存在すると判定された場合、混雑度の高い周波数チャネルではない周波数チャネルの中からフレームを送信する周波数チャネルを決定する(S902)。図2を用いて説明すると、例えば、1chが混雑度の高い周波数チャネルであると判定された場合は48chを、フレームを送信する周波数チャネルに決定し、1chにおいてフレームを送信しない。S901で混雑度の高い周波数チャネルが存在しないと判定された場合は、所定の方法でフレームを送信する周波数チャネルを決定する(S903)。S903において、フレームを送信する周波数チャネルは、無作為に1つを選んでもよいし、周波数チャネル番号の順に基づいて選択してもよいし、別の判定方法で周波数チャネルを選択してもよい。別の判定方法として例えば、フレームを送信した場合に、最も多くのSTAに送信可能な周波数チャネルを選択してもよい。また、実施形態1のように、STAがパワーセーブ状態で動作をしていない周波数チャネルを選択してもよいし、non-STR以外の周波数チャネルを選択してもよい。non-STRの周波数チャネルに関しては後述の実施形態3で詳しく説明をする。また、通信状況が悪く、混雑度の高い周波数チャネルが複数存在する場合も上述の方法でフレームを送信する周波数チャネルを決定することができる。
周波数チャネルの混雑度は例えば、各周波数チャネルにおいて送信されたProbe Requestのうち応答のあるものの数を集計することにより、それらの周波数チャネルの混雑度を推定することができる。また、各周波数チャネルにおいて一定期間に観測されたBeaconの数を集計することにより、それらの周波数チャネルの混雑度を推定してもよい。さらに、一定期間のキャリアセンスの回数の集計や、他のAPとの情報交換等により、各周波数チャネルの混雑度を推定するようにしてもよい。また、信号を受信していない状態における雑音レベルによって、混雑度を推定してもよい。STAが混雑度を推定する場合は、STAが集計した混雑度に関する情報をAPに通知し、APはSTAから受信した混雑度に関する情報に基づいて、各周波数チャネルの混雑度を推定する。
S902、S903以降のフローは図8と同様なので省略する。
以上のように、本実施形態によると、通信装置102は、APとSTAの間のリンクが混雑度の高い周波数を避けて、フレームを送信する周波数チャネルを決定することができる。混雑度の高い周波数チャネルを避けることができるため、パケットロスを抑制したり、パケットロスした際に発生する、パケットの再送処理を抑制したりすることができる。
(実施形態3)
実施形態2では、APとSTAが複数の周波数チャネルを介して接続を確立している状態において、混雑度の高い周波数チャネルを避けて、フレームを送信する周波数チャネルを決定する例を示した。本実施形態では、APとSTAが複数の周波数チャネルを介して接続を確立している際に、フレームを送信するとSTRではなくなる周波数チャネルを避けて、フレームを送信する周波数チャネルを決定する例を示す。ここでSTRは、Simultaneous Transmit Recieveの略である。以下、STRでない周波数チャネルはnon-STRの周波数チャネルと示す。
実施形態2では、APとSTAが複数の周波数チャネルを介して接続を確立している状態において、混雑度の高い周波数チャネルを避けて、フレームを送信する周波数チャネルを決定する例を示した。本実施形態では、APとSTAが複数の周波数チャネルを介して接続を確立している際に、フレームを送信するとSTRではなくなる周波数チャネルを避けて、フレームを送信する周波数チャネルを決定する例を示す。ここでSTRは、Simultaneous Transmit Recieveの略である。以下、STRでない周波数チャネルはnon-STRの周波数チャネルと示す。
尚、non-STRの周波数チャネルとは、第1の周波数チャネルでデータ送信中に第2の周波数チャネルでデータを受信できない状態である周波数チャネルの組を指す。またさらにnon-STRの周波数チャネルとは、第1の周波数チャネルでデータ受信中に第2の周波数チャネルでデータを送信できない状態である周波数チャネルの組を指す。例えば、第1の周波数チャネルと第2の周波数チャネルの周波数やチャネルが近い場合に、お互いの周波数チャネルが影響しあい送受信が可能ではなくなり、non-STRとなり得る。また、例えば第1の周波数チャネルで送信するフレームの送信出力が大きい場合に、第2の周波数チャネルに影響を及ぼすことで、non-STRとなり得る。non-STRとなる第1の周波数チャネルおよび第2の周波数チャネルにおいては、データ送受信を行う際は、お互いのリンクで送受信が重ならないように、送受信の同期処理が必要になる場合がある。
図10は、通信装置102の記憶部401に記憶されているプログラムを制御部402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。
通信装置102は、フレームを送信するとnon-STRになる周波数チャネルが存在するか否かの判定を行う(S1001)。
次に通信装置102は、S1001でフレームを送信するとnon-STRになる周波数チャネルが存在すると判定された場合、non-STR以外の周波数チャネルの中からフレームを送信する周波数チャネルを決定する(S1002)。図3を用いて説明すると、例えば1chにフレームを送信すると、1chと2chがnon-STRになると判定された場合は48chを、フレームを送信する周波数チャネルに決定し、1chと2chにはフレームを送信しない。
S1001において、フレームを送信するとnon-STRになる周波数チャネルとなるチャネルが存在しないと判定された場合は、所定の方法でフレームを送信する周波数チャネルを決定する(S1003)。S1003において、フレームを送信する周波数チャネルは、無作為に1つを選んでもよいし、周波数チャネル番号の順に基づいて選択してもよいし、別の判定方法で1つを選択してもよい。別の判定方法として例えば、フレームを送信した場合に、最も多くのSTAに送信可能な周波数チャネルを選択してもよい。また、実施形態1のように、STAがパワーセーブ状態で動作しない周波数チャネルを選択してもよいし、実施形態2のように、混雑度の低い周波数チャネルを選択してもよい。また、S1001においてnon-STRの周波数しか存在しない場合は、non-STRの周波数チャネルの中から、上記の判定方法でフレームを送信する周波数チャネルを選択してもよい。
S1002、S1003以降のフローは図8と同様のため省略する。
尚、本実施形態では図3に示すように、1台のAPと1台のSTAが3本の周波数チャネルを介して接続を確立している場合を示したが、これに限定されない。また、STA1が1chと10chで、STA2が2chと11chを介してAPと接続を確立している状態において、1chでフレームを送信しようとするとAPからはnon-STRの周波数チャネルであるが、STAはSTRの周波数チャネルになり得る。この場合は、上記の判定方法でフレームを送信する周波数チャネルを選択してもよい。
以上のように、本実施形態によると、フレームを送信するとnon-STRになりうる周波数チャネルを避けて、フレームを送信する周波数チャネルを決定することができる。さらに、non-STRになりうる周波数チャネルを避けることができるため、お互いのリンクで送受信が重ならないようにするための同期処理を抑制することができる。
(実施形態4)
実施形態1では、APとSTAが複数の周波数チャネルを介して接続を確立している状態において、STAがパワーセーブ状態で動作する周波数チャネルが存在する場合に、該周波数チャネルを避ける例を示した。本実施形態では、パワーセーブ状態で動作する周波数チャネルにフレームを送信することを抑制しつつ、当該フレームを送信する周波数チャネルの数を抑制しながら、APがフレームを送信する周波数チャネルを決定する例を示す。
実施形態1では、APとSTAが複数の周波数チャネルを介して接続を確立している状態において、STAがパワーセーブ状態で動作する周波数チャネルが存在する場合に、該周波数チャネルを避ける例を示した。本実施形態では、パワーセーブ状態で動作する周波数チャネルにフレームを送信することを抑制しつつ、当該フレームを送信する周波数チャネルの数を抑制しながら、APがフレームを送信する周波数チャネルを決定する例を示す。
図11は、通信装置1102が構築するネットワークの周波数チャネル構成例を示す。通信装置1102~1106は、複数の周波数チャネルを介してLinkを確立し、Multi-Link通信を実行する。ここで、周波数チャネルとは、IEEE802.11シリーズ規格に定義された周波数チャネルであって、IEEE802.11シリーズ規格に準拠した無線通信を実行できる周波数チャネルを指す。尚、隣接する周波数チャネルとボンディングすることで、1つの周波数チャネルにおいて40MHz以上の帯域幅を利用してもよい。尚、通信装置1102は、前述の通信装置102と同様に図4と図5に示す構成を有する。
図11において、通信装置1102と通信装置1103は、周波数チャネル1ch(1107)と周波数チャネル48ch(1110)を介して接続を確立している。また、1ch(1107)上の通信装置1103はパワーセーブ状態であり、48ch(1110)上の通信装置1103はパワーセーブ状態ではない。通信装置1102と通信装置1104は、周波数チャネル1ch(1108)と周波数チャネル100ch(1112)を介して接続を確立している。また、1ch(1108)上の通信装置1104と100ch(1112)上の通信装置1104はパワーセーブ状態ではない。通信装置1102と通信装置1105は、周波数チャネル1ch(1109)と周波数チャネル48ch(1111)を介して接続を確立している。また1ch(1109)上の通信装置1105と48ch(1111)上の通信装置1105はパワーセーブ状態である。通信装置1102と通信装置1106は、周波数チャネル100ch(1113)を介して接続を確立している。また、100ch(1113)上の通信装置1106はパワーセーブ状態ではない。
このように、通信装置1102は、複数の周波数チャネルを介したLinkを通信装置1103~1106と確立することで、通信装置1103~1106との通信におけるスループットを向上させることができる。また、通信装置1102は、通信装置1103~1106と周波数帯の異なる複数の接続を確立することで、例えば周波数帯域が混雑している場合であっても、通信装置1103~1105と他方の周波数帯域で通信することができる。そのため、通信装置1103~1106との通信におけるスループットの低下を防ぐことができる。
パワーセーブ状態のSTAは、当該STAがパワーセーブ状態から復帰する、あるいはAPがSTAをパワーセーブ状態から復帰させることで、通信が可能な状態に遷移する。またSTAは、例えばMAC HeaderのFrame Control FieldのPower Management Subframeに0が格納されたデータフレームをAPに送信することで、パワーセーブ状態から復帰したことをAPに通知する。また、APは例えばTIM ElementのBitmap Control Fieldに1が格納されたBeaconフレームをSTAに送信することで、STAをパワーセーブ状態から復帰させる。
図12は、通信装置1102の記憶部401に記憶されているプログラムを制御部402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。本実施形態では、パワーセーブ状態で動作する周波数チャネルにフレームを送信することを抑制しつつ、当該フレームを送信する周波数チャネルの数を抑制しながら、APがフレームを送信する周波数チャネルを決定する例を示す。ここで、STAがパワーセーブ状態で動作する周波数チャネルとは、フレームの送受信ができない周波数チャネルを示す。
本フローチャートは、通信装置1102がGroup Addressed Frameを送信することで開始される。あるいは、通信装置1102が他の通信装置との接続形態が変化したときに開始してもよい。接続形態が変化したときとは、例えば、他の通信装置と新たなLinkで接続が始まったとき、あるいは他の通信装置との接続が切断されたとき、あるいは接続中の周波数チャネルのパワーセーブ状態が変わったときである。
まず通信装置1102は、STAと接続を確立している周波数チャネル全てを、送信チャネル候補群とする(S1201)。本実施形態では図11の周波数チャネル構成例に基づくと、1ch、48ch、100chが送信チャネル候補群となる。
次に通信装置1102は、接続を確立しているSTAの数をxとする。本実施形態では図11の周波数チャネル構成例に基づくと、通信装置1103~1106の4機器のため、4がxに代入される。接続を確立しているSTAの数は、接続を確立しているMLD MAC Addressの数をカウントすることで取得してもよい。また、Multi-Link通信を実行可能な通信装置は、Multi-Link通信に関する能力情報であるMulti-Link Capability elementをマネジメントフレームに格納して送信する。当該elementのSTA Info Fieldには、各リンクで接続を確立しているSTAの数分のSTA MAC Addressが含まれる。例えば、通信装置1103は2つのリンクで通信を行うため、STA MAC Addressは2つ含まれる。上述のように複数のSTA MAC Addressが含まれる場合も同一機器であるとしたうえで、各周波数チャネルにおいて接続を確立しているSTAのMAC Addressの数をカウントすることでSTAの数を取得してもよい。
次に通信装置1102は、jに1を代入し(S1203)、接続を確立しているSTAの中から周波数チャネルch[j]上でパワーセーブ状態のSTAの数の合計がxであるかを判定する(S1204)。S1204において合計がxであると判定された場合、S1206へ進み、合計がxではないと判定された場合、S1205へ進む。ここでch[j]とは、送信チャネル候補群の中の周波数チャネルで、チャネル番号の若い順のj番目の周波数チャネルを示す。例えば送信チャネル候補群が1ch、48ch、100chである場合、ch[1]は1ch、ch[2]は48ch、ch[3]は100chを示す。本実施形態ではj=1である、ch[1]つまり1chにおけるパワーセーブ状態のSTAは、図11の周波数チャネル構成例に基づくと、2つであり、x=4とは合致せず、S1205へ進む。
次に通信装置1102は、jが送信チャネル候補群に含まれる周波数チャネルの数であるか否かを判定する(S1205)。jが送信チャネル候補群に含まれる周波数チャネルの数であると判定された場合、S1210へ進む。jが送信チャネル候補群に含まれる周波数チャネルの数ではないと判定された場合、S1209へ進む。本実施形態ではj=1であり、送信チャネル候補群は1ch、48ch、100chの3つであるため、jにj+1を代入する(S1209)。
このようにステップが回っていくが、j=2やj=3においても、図11の周波数チャネル構成例に基づくと、パワーセーブ状態であるSTAの数の合計が最大2であり、x=4とは合致しないため、S1204の判定はNOとしてS1205へ進む。j=3である場合にS1205に進んだとする。
j=3である場合に、jが送信チャネル候補群に含まれる周波数チャネルの数であるかを判定する(S1205)。現在j=3であり、送信チャネル候補群に含まれる周波数チャネルの数は3であるので、S1210へ進む。
次に通信装置1102は、xが0と合致するか否かを判定する(S1210)。S1210においてx=0と合致する場合、本フローチャートを終了する。このときに決定されている送信チャネル候補群に対してフレームを送信する。S1210においてx=0と合致しない場合、S1211へ進む。現在x=4であるので0に合致せず、S1211に進み、xにx-1を代入する(S1211)。xは現在4であるので、x=3として、S1203へ進む。
次に通信装置1102は、S1203においてj=1を代入し、S1204以降のステップを再度進む。ただし、図11の周波数チャネル構成例に基づくと、パワーセーブ状態であるSTAの数の合計は最大2であり、x=3とは合致しないため、S1204の判定は全てNOとしてS1211へ進む。
次に通信装置1102は、S1211においてx=2に設定し、S1203へ進み、j=1として代入し、S1204へ進む。
通信装置1102は、接続を確立しているSTAで、周波数チャネルch[j]上でパワーセーブ状態でのSTAの数の合計がxであるかを判定する(S1204)。本実施形態では現在j=1であり、ch[1]つまり1chでのパワーセーブ状態のSTAは、図11の周波数チャネル構成例に基づくと、パワーセーブ状態のSTAは2である。現在x=2であるため合致し、S1206へ進む。
通信装置1102は、送信チャネル候補群からch[j]を除去する(S1206)。ここではch[1]、つまり1chが送信チャネル候補群から除外されることになる。
次に通信装置1102は、送信チャネル候補群の全周波数チャネルにフレームを送信したとして、接続を確立している全STAにフレームが到達するか否かを判定する(S1207)。S1207の処理の詳細は、後述の図13で説明する。
S1207において、全STAにフレームが到達すると判定された場合は、S1206へ進み、到達しないと判定された場合は、S1208へ進む。図11の周波数チャネル構成例に基づくと、S1206で1chを送信チャネルから削除したため、送信チャネル候補群は48ch、100chから構成される。48chへの送信を仮定すると通信装置1103、1105にフレームは到達し、100chへの送信を仮定すると通信装置1104、1106にフレームが到達する。したがって送信チャネル群の全周波数チャネルにフレームを送信すると、接続を確立している全STAにフレームが到達するため、S1205へ進む。このように、周波数チャネル上で最もパワーセーブ状態のSTAの多い周波数チャネルであり、当該周波数チャネルにおいてフレームを送信しても全STAにフレームが到達する周波数チャネルを、送信チャネル候補群から除外する。上述の処理により、無駄なフレーム送信や、パワーセーブ状態のSTAをAwake状態に遷移させるための無駄な処理を抑制することが可能になる。
このようにフローが回っていくが、48chにおいても100chにおいても周波数チャネル上でのパワーセーブ状態のSTAの数は1を超えないため、x=2ではS1204の判定はNOとなる。j=2でS1205に進んだとする。
j=2は現在の送信チャネル候補群(48ch、100ch)の周波数チャネルの数に合致するため、S1210に進み、S1210においてx=0と合致するか否かを判定する。現在x=2のため、x=0とは合致しないと判定され、S1211に進む。S1211において、x=1に設定し、S1203へ進み、j=1としてS1204へ進む。
接続を確立しているSTAで、周波数チャネルch[j]上でパワーセーブ状態であるSTAの数の合計がxであるかを判定する(S1204)。現在、送信チャネル候補群が48ch、100chであり、ch[1]は48ch、ch[2]は100chである。ch[1]つまり48chでのパワーセーブ状態のSTAは、図11の周波数チャネル構成例に基づくと、1であり、x=1と合致するため、S1206へ進む。
通信装置1102は、送信チャネル候補群からch[j]を除去する(S1206)。ここではch[1]、つまり48chが送信チャネル候補群から除外される。
次に通信装置1102は、送信チャネル候補群の全周波数チャネルにフレームを送信したとして、接続を確立している全STAにフレームが到達するか否かを判定する(S1207)。S1207の処理の詳細は、後述の図13で説明する。図11の周波数チャネル構成例に基づくと、送信チャネル候補群は100chのみから構成されており、100chへの送信を仮定すると通信装置1104、1106にフレームが到達する。したがって送信チャネル群の全周波数チャネルにフレームを送信すると、接続を確立している全STAにはフレームが到達しないため、S1208へ進む。
S1208において全STAにフレームが到達しないと判定されたため、S1206において除去された周波数チャネルを、送信チャネル候補群に追加する(S1208)。ここでは48chが送信チャネル候補群に追加され、送信チャネル候補群は48ch、100chとなる。
このようにフローが回っていき、x=0つまりパワーセーブのSTAが存在しない周波数チャネルをS1204で抽出し、パワーセーブのSTAが存在しない周波数チャネルが存在する場合、当該周波数チャネルにおいてフレーム送信を省略できるか否か判定する。
次に通信装置1102は、xが0と合致するか否かを判定する(S1210)。現在x=0であり合致するため、本フローチャートを終了する。
上述の処理を実行することで本実施形態では、48ch、100chが送信チャネル群として決定され、当該周波数チャネルに対してフレームを送信する。また、決定されなかった周波数チャネルにおいてはフレームを送信しないため、本実施形態では1chにはフレームを送信しない。
図13は、通信装置1102の記憶部401に記憶されているプログラムを制御部402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。本実施形態では、送信チャネル候補群にフレームを送信することで、APに接続している全機器にフレームが到達するかを判定する例を示す。図12のS1207、図14のS1405の処理に該当する。
本フローチャートは、図12のS1207の処理を実行する際に開始される。
まず通信装置1102は、iに1を代入する(S1301)。
次に通信装置1102は、要素数Mの配列Devについて、各要素Dev[1]、Dev[2]、……、Dev[M]に0を代入する(S1302)。ここでMとは、通信装置1102と接続を確立しているSTAの数である。図11の周波数チャネル構成例に基づくと、通信装置1102は通信装置1103~1106と接続しているため、M=4である。また各Dev[k]を、接続を確立しているSTAのそれぞれに対応づける。例えばDev[1]は通信装置1103に対応し、Dev[2]は通信装置1104に対応し、Dev[3]は通信装置1105に対応し、Dev[4]は通信装置1106に対応させる。上述の対応は、Dev[1]から順に、MAC Addressのアルファベット順に並べたSTAを順番に対応させてもよいし、Associationが行われた順にSTAを対応させてもよいし、順不同で無作為に対応させてもよい。
次に通信装置1102は、ch[i]にフレームを送信したとして、到達するSTAに対応するDev[k]に1を代入する(S1303)。例えば送信チャネル候補群が48ch、100chの場合で、図11の周波数チャネル構成例に基づくと、ch[1]は48chを意味する。48chでのフレーム送信は通信装置1103、通信装置1105に到達するため、対応するDev[1]とDev[3]に1を代入する。
次に通信装置1102は、iが送信チャネル候補群に含まれる周波数チャネルの数よりも小さいか否かを判定する(S1304)。S1304においてiが送信チャネル候補群に含まれる周波数チャネルの数よりも小さいと判定された場合、S1305へ進む。S1304においてiが送信チャネル候補群に含まれる周波数チャネルの数よりも小さくないと判定された場合、S1306へ進む。本実施形態では、現在i=1であり、送信チャネル候補群が48ch、100chの場合、送信チャネルの数は2であるため、S1305へ進む。
S1304においてiが送信チャネル候補群に含まれる周波数チャネルの数よりも小さいと判定された場合は、iにi+1を代入する(S1305)。
次に通信装置1102は、ch[i]にフレームを送信したとして、到達するSTAに対応するDev[k]に1を代入する(S1303)。例えば送信チャネル候補群が48ch、100chの場合で、i=2でかつ、図11の周波数チャネル構成例に基づくと、ch[2]は100chを意味する。100chでフレームを送信する場合は、通信装置1104、通信装置1106に到達するため、対応するDev[2]とDev[4]に1を代入する。
次に通信装置1102は、iが送信チャネル候補群に含まれる周波数チャネルの数よりも小さいか否かを判定する(S1304)。i=2であり、送信チャネル候補群が48ch、100chの場合、送信チャネルの数は2であるため、S1306へ進む。
次に通信装置1102は、配列Devの全要素が1であるか否かを判定する(S1306)。S1306において1ではない配列Devが存在すると判定された場合、S1308へ進む。S1306において全要素が1であると判定された場合は、S1307へ進む。本実施形態ではS1303の処理により、Dev[1]、Dev[2]、Dev[3]、Dev[4]の全てが1になっているため、S1307へ進み、接続を確立している全STAにフレームが到達すると判定し、本フローチャートを終了する。
一方でS1308では、送信チャネル候補群にフレームを送信したとして、接続を確立している全STAにフレームは到達しないと判定し、本フローチャートを終了する。
本実施形態によると、周波数チャネル上で最もパワーセーブ状態のSTAの多い周波数チャネルから優先的に、その周波数チャネルでの送信を省略できるか検討する。省略可能な場合に当該周波数チャネルでのフレームの送信を省略することにより、無駄なフレーム送信や、パワーセーブ状態のSTAをAwake状態に遷移させるための無駄な処理を抑制することが可能になる。
(実施形態5)
実施形態4では、APとSTAとが接続を確立している周波数チャネルにおいて、周波数チャネル上で最もパワーセーブ状態のSTAの多い周波数チャネルからフレームの送信を省略できるか検討する例を示した。本実施形態では、APとSTAとが接続を確立している周波数チャネルにおいて、全通りの送信パターンを検討し、パワーセーブ状態で動作する周波数チャネルへのフレームの送信を抑制しながらフレームを送信する周波数チャネルを決定する例を示す。
実施形態4では、APとSTAとが接続を確立している周波数チャネルにおいて、周波数チャネル上で最もパワーセーブ状態のSTAの多い周波数チャネルからフレームの送信を省略できるか検討する例を示した。本実施形態では、APとSTAとが接続を確立している周波数チャネルにおいて、全通りの送信パターンを検討し、パワーセーブ状態で動作する周波数チャネルへのフレームの送信を抑制しながらフレームを送信する周波数チャネルを決定する例を示す。
図14は、通信装置1102の記憶部401に記憶されているプログラムを制御部402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。本実施形態では、パワーセーブ状態のSTAへ送信する数を最小にするよう、APがフレームを送信する周波数チャネルを決定する例を示す。
本フローチャートは、通信装置1102がGroup Addressed Frameを送信することで開始される。あるいは、通信装置1102が他の通信装置との接続形態が変化したときに開始してもよい。接続形態が変化したときとは、例えば、他の通信装置と新たなLinkで接続が始まったとき、あるいは他の通信装置との接続が切断されたときや接続中の周波数チャネルのパワーセーブ状態が変わったときである。
まず通信装置1101は、STAと接続を確立している周波数チャネルの数をNに代入する(S1401)。図11の周波数チャネル構成例に基づくと、1ch、48ch、100chの3つである。
次に通信装置1101は、接続を確立している全周波数チャネルにおいて、全送信パターンを導出し、そのうち新しい1つのパターンを選択する(S1402)。フレームを送信するパターンは、(2のN乗)―1パターンの数分導出する。
図11の周波数チャネル構成例に基づくと、接続を確立している周波数チャネルは1ch、48ch、100であるため、7つのパターンが考えられる。第1のパターンは、1ch、48ch、100chで送信するパターンであり、第2のパターンは、1ch、48chで送信し、100chで送信しないパターンである。第3のパターンは、1chで送信し、48chで送信せず、100chで送信するパターンであり、第4のパターンは、1chで送信し、48chで送信せず、100chで送信しないパターンである。第5のパターンは、1chで送信せず、48ch、100chで送信するパターンであり、第6のパターンは、1chで送信せず、48chで送信し、100chで送信しないパターンである。第7つ目のパターンは、1ch、48chで送信せず、100chで送信するパターンである。尚、全周波数チャネルで送信しないパターンは接続を確立している全STAに到達しないことが明らかであるため、検討する必要がない。本実施形態では、まず上述の第1のパターンを選択したこととする。
次に通信装置1101は、S1402において選択したパターンが未検討のパターンであるか否かを判定する(S1403)。S1402で選択したパターンが未検討のパターンの場合、S1404へ進む。S1402において未検討のパターンがないと判定された場合は、S1407へ進む。
S1403において未検討のパターンを選択したと判定された場合は、選択したパターンの送信チャネル群を、送信チャネル候補群に決定する(S1404)。本実施形態では、まず第1のパターンを選択したため、送信チャネル候補群は1ch、48ch、100chとなる。
S1404で選択した送信チャネル候補群の全周波数チャネルにフレームを送信したとして、接続を確立している全STAにフレームが到達するか否かを判定する(S1405)。S1405の処理の詳細は、図13において説明したものと同様である。
S1405において全STAにフレームが到達すると判定された場合、S1406へ進む。S1405において全STAにフレームが到達しないと判定された場合、S1402へ進む。本実施形態では、第1のパターンにおいて1ch、48ch、100chでフレームを送信すると通信装置1102、1103の全ての通信装置に到達するため、S1406へ進む。
次に通信装置1101は、S1402で選択したパターンと、その際に送信先のパワーセーブ状態のSTAの数を記憶部401に記憶する。第1のパターンの場合、図11の周波数チャネル構成例に基づくと、パワーセーブ状態のSTAの数は2となるため、送信先のパワーセーブ状態のSTAの数として2を記憶する。
このようにステップが回り、S1402での選択したパターン数が増えていくが、S1403において、前述の第1のパターンから第7のパターンの全パターンが検討されたと判定された場合、S1407へ進む。
S1406において記憶したパターンの中で、送信先のパワーセーブ状態のSTAの数が最小となるパターンを、フレームを送信する送信チャネル群として選択する(S1407)。尚、S1406に記憶されている送信先のパワーセーブ状態のSTAの数が最小のパターンが複数存在する場合は、フレームを送信する周波数チャネルの数が少ないパターンを送信チャネルとして選択し、本フローチャートを終了する。
本実施形態では、パワーセーブ状態で動作する周波数チャネルにフレームを送信することを抑制しつつ、当該フレームを送信する周波数チャネルの数を抑制しながら、フレームを送信する周波数チャネルを決定する。上述の処理を実行することで、無駄なフレーム送信や、パワーセーブ状態のSTAをAwake状態に遷移させるための無駄な処理を抑制することができる。
尚、本実施形態では、パワーセーブ状態で動作する周波数チャネルにフレームを送信することを抑制しつつ、当該フレームを送信する周波数チャネルの数を抑制しながら、APがフレームを送信する周波数チャネルを決定する例を示したがこれに限定されない。実施形態2のように、混雑度の高い周波数チャネルにフレームを送信することを抑制する際においても本実施形態を適応してもよい。
上述の実施形態では、図4のハードウェア構成を備える通信装置が図8~図10、図12~図14のフローチャートを実行する例を示したが、図4の記憶部、制御部、通信部を有する無線チップが上述のフローチャートを実行するようにしてもよい。即ち、本実施形態の通信装置は、図4の記憶部、制御部、通信部を有する無線チップであってもよい。
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。
401 記憶部
402 制御部
403 機能部
404 入力部
405 出力部
406 通信部
407 アンテナ
402 制御部
403 機能部
404 入力部
405 出力部
406 通信部
407 アンテナ
Claims (10)
- 通信装置であって、
複数の周波数チャネルを介して1つまたは複数の他の通信装置と接続を確立する確立手段と、
前記確立手段によって前記複数の周波数チャネルを介して前記1つまたは複数の他の通信装置と接続を確立している状態で、マルチキャスト通信またはブロードキャスト通信でフレームを送信する際に、前記複数の周波数チャネルにおいてパワーセーブ状態で動作しているかに基づいて、前記フレームを送信する周波数チャネルを決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された周波数チャネルにおいて前記フレームを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。 - 通信装置であって、
複数の周波数チャネルを介して1つまたは複数の他の通信装置と接続を確立する確立手段と、
前記確立手段によって前記複数の周波数チャネルを介して前記1つまたは複数の他の通信装置と接続を確立している状態で、マルチキャスト通信またはブロードキャスト通信でフレームを送信する際に、前記複数の周波数チャネルの通信状況に基づいて、前記フレームを送信する周波数チャネルを決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された周波数チャネルにおいて前記フレームを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。 - 前記他の通信装置が前記複数の周波数チャネルにおいてパワーセーブ状態で動作しているか否かは、前記他の通信装置から受信した情報に基づいて判定されることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
- 通信装置であって、
第1の周波数チャネルと第2の周波数チャネルと第3の周波数チャネルを介して他の通信装置と接続を確立する確立手段と、
前記確立手段によって前記第1の周波数チャネルと前記第2の周波数チャネルと前記第3の周波数チャネルを介して前記他の通信装置と接続を確立している状態で、マルチキャスト通信またはブロードキャスト通信でフレームを送信する際に、前記第1の周波数チャネルと前記第2の周波数チャネルにおいて並行して送受信が可能である場合、前記第1の周波数チャネルまたは前記第2の周波数チャネルにおいて、前記フレームを送信し、
前記第1の周波数チャネルと前記第2の周波数チャネルにおいて並行して送受信が可能ではない場合、前記第3の周波数チャネルにおいて前記フレームを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。 - 前記フレームはGroup Addressed Frameであ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。
- 前記通信装置はIEEE802.11規格シリーズに準拠した通信を行う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。
- 通信装置の通信方法であって、
複数の周波数チャネルを介して1つまたは複数の他の通信装置と接続を確立する確立工程と、
前記確立工程によって前記複数の周波数チャネルを介して前記複数の他の通信装置と接続を確立している状態で、マルチキャスト通信またはブロードキャスト通信でフレームを送信する際に、前記複数の周波数チャネルにおいてパワーセーブ状態で動作しているかに基づいて、前記フレームを送信する周波数チャネルを決定する決定工程と、
前記決定工程によって決定された周波数チャネルにおいて前記フレームを送信する送信工程と、
を有することを特徴とする通信装置の通信方法。 - 通信装置の通信方法であって、
複数の周波数チャネルを介して1つまたは複数の他の通信装置と接続を確立する確立工程と、
前記確立工程によって前記複数の周波数チャネルを介して前記複数の他の通信装置と接続を確立している状態で、マルチキャスト通信またはブロードキャスト通信でフレームを送信する際に、前記複数の周波数チャネルの通信状況に基づいて、前記フレームを送信する周波数チャネルを決定する決定工程と、
前記決定工程によって決定された周波数チャネルにおいて前記フレームを送信する送信工程と
を有することを特徴とする通信装置の通信方法。 - 通信装置の通信方法であって、
第1の周波数チャネルと第2の周波数チャネルと第3の周波数チャネルを介して他の通信装置と接続を確立する確立工程と、
前記確立工程によって前記第1の周波数チャネルと前記第2の周波数チャネルと前記第3の周波数チャネルを介して前記他の通信装置と接続を確立している状態で、マルチキャスト通信またはブロードキャスト通信でフレームを送信する際に、前記第1の周波数チャネルと前記第2の周波数チャネルにおいて並行して送受信が可能である場合、前記第1の周波数チャネルまたは前記第2の周波数チャネルにおいて、前記フレームを送信し、
前記第1の周波数チャネルと前記第2の周波数チャネルにおいて並行して送受信が可能ではない場合、前記第3の周波数チャネルにおいて前記フレームを送信する送信工程と
を有することを特徴とする通信装置の通信方法。 - コンピュータを請求項1から6の何れか1項に記載の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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