JP2023106475A - 通信装置、通信方法、及び、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無線ＬＡＮ端末が複数のアクセスポイントにより形成される空間ストリーム数についての情報を取得する。【解決手段】通信装置は、通信装置とその通信装置とは異なる１つ以上の他の通信装置とのうちの２つ以上の通信装置により、共通の相手装置との間に形成される合計の空間ストリーム数をその１つ以上の他の通信装置に通知する。【選択図】 図６

Description

本発明は、無線ＬＡＮにおける通信制御技術に関する。

近年、情報通信技術の発展とともにインターネット使用量が年々増加しており、需要の増加に応えるべく様々な通信技術の開発が進められている。中でも無線ローカルエリアネットワーク（無線ＬＡＮ）技術は、無線ＬＡＮ端末によるパケットデータ、音声、ビデオなどのインターネット通信におけるスループット向上を実現しており、現在も様々な技術開発が盛んに行われている。

無線ＬＡＮ技術の発展において、無線ＬＡＮ技術の標準化機構であるＩＥＥＥ(Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ)８０２による数多くの標準化作業が重要な役割を果たしている。無線ＬＡＮ通信規格の一つとして、ＩＥＥＥ８０２．１１規格が知られており、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａ／ｂ／ｇ／ａｃまたはＩＥＥＥ８０２．１１ａｘなどの規格がある。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘではＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）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（特許文献１）。

近年、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、ＩＥＥＥ８０２．１１ ＥＨＴ（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）と呼ばれるＳｔｕｄｙ Ｇｒｏｕｐが発足した。ＩＥＥＥ８０２．１１ ＥＨＴが目指すスループット向上を実現するうえで、複数の空間的に分散されたアクセスポイントを協調動作させることでアンテナ数を増加させるＤ－ＭＩＭＯ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＭＩＭＯ）が検討されている。なお、ＭＩＭＯはＭｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｐｕｔの略である。従来、１つのアクセスポイントが無線ＬＡＮ端末であるＳＴＡ（ｓｔａｔｉｏｎ）と通信している時、複数のアクセスポイントが当該ＳＴＡと接続可能であっても、通信衝突回避のために、ＳＴＡに接続済みのアクセスポイント以外のアクセスポイントはＳＴＡとの通信は行わなかった。Ｄ－ＭＩＭＯは、複数のアンテナにより構成される複数の空間ストリームを用いて、同時刻、同チャンネルにおいて複数のアクセスポイントがＳＴＡとの通信を可能にする技術であり、空間利用効率の向上によってスループット向上を実現することができる。

特開２０１８－５０１３３号公報

ＳＴＡがＤ－ＭＩＭＯ対応の複数のアクセスポイントと通信を行う際、ＳＴＡは通信処理に際し、当該アクセスポイント全体により形成される空間ストリームについての情報を有することが望ましい。しかしながら、これまでの規格において、ＳＴＡに送信されるフレームにおいて、複数のアクセスポイントにより形成される空間ストリーム数を設定することは定義されていなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、無線ＬＡＮ端末が複数のアクセスポイントにより形成される空間ストリーム数についての情報を取得するための技術を提供することを目的とする。

本発明の一態様による通信装置は、前記通信装置と前記通信装置とは異なる１つ以上の他の通信装置とのうちの２つ以上の通信装置により、共通の相手装置との間に形成される合計の空間ストリーム数を前記１つ以上の他の通信装置に通知する通知手段を有する。

本発明によれば、無線ＬＡＮ端末が複数のアクセスポイントにより形成される空間ストリーム数についての情報を取得することが可能となる。

ネットワーク構成例を示す図。 ＡＰの機能構成例を示す図。 ＡＰのハードウェア構成例を示す図。 ＡＰにより実行される処理を示すフローチャート。 無線通信ネットワークにおいて実行される処理を示すシーケンスチャート。 ＥＨＴ ＳＵ ＰＰＤＵのＰＨＹフレーム構造の例を示す図。 ＥＨＴ ＥＲ ＰＰＤＵのＰＨＹフレーム構造の例を示す図。 ＥＨＴ ＭＵ ＰＰＤＵのＰＨＹフレーム構造の例を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
（ネットワーク構成）
図１に、本実施形態における無線通信ネットワークの構成例を示す。本無線通信ネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１１ ＥＨＴ（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）規格に準拠する機器（ＥＨＴ機器）として、３つのアクセスポイント（ＡＰ１０２、ＡＰ１０３、ＡＰ１０４）と、３つのＳＴＡ（ＳＴＡ１０５、ＳＴＡ１０６、ＳＴＡ１０７）を含んで構成される。なお、ＥＨＴをＥｘｔｒｅｍｅ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔの略と解してもよい。図１に示すように、ＡＰ１０２、ＡＰ１０３、ＡＰ１０４が協調して形成するネットワークは円１０１で示される。本実施形態では、ＡＰ１０２が送受信する信号を、ＡＰ１０３とＡＰ１０４は送受信することができる。尚、ＡＰ１０２とＡＰ１０３間、および、ＡＰ１０２とＡＰ１０４間は、有線で接続されていてもよいし、無線で接続されていてもよい。また、ＡＰ１０３とＡＰ１０４はお互いの信号を送受信できてもできなくてもよい。本実施形態では、ＳＴＡ１０５はＡＰ１０３およびＡＰ１０４からのフレームを送受信できるものとする。ここでは、各ＳＴＡと直接信号を送受信するＡＰ１０３およびＡＰ１０４を、スレーブ・アクセスポイント（Ｓ－ＡＰ）と呼ぶ。また、ＡＰ１０３とＡＰ１０４に指示を出すことで各ＳＴＡとの間でフレームを送受信することのできるＡＰ１０２を、マスター・アクセスポイント（以下、Ｍ－ＡＰ）と呼ぶ。なお、Ｍ－ＡＰであるＡＰ１０２は直接ＳＴＡ１０５と信号の送受信を行ってもよい。その場合、ＡＰ１０２はＭ－ＡＰかつＳ－ＡＰとして動作し得る。

また、ＡＰ１０２～１０４は、ＩＥＥＥ８０２．１１ ＥＨＴ規格におけるＭｕｌｔｉ－ＡＰ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎシステムを構成する手法のひとつである、Ｄ－ＭＩＭＯ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＭＩＭＯ）に対応している。本実施形態では、ＡＰ１０３、ＡＰ１０４はそれぞれ、アンテナを２本、４本保持するものとする。したがって、ＡＰ１０３の対応できる最大の空間ストリーム数（以下、ストリーム数）は２、ＡＰ１０４の対応できる最大ストリーム数は４となる。また、ＡＰ１０２の対応できる最大ストリーム数は１、ＳＴＡ１０５の対応できる最大ストリーム数は８とする。なお、この数は説明のための例に過ぎず、別のアンテナ数（ストリーム数）が使用されてもよい。

なお、同じ無線通信ネットワーク内のＡＰであれば、いずれのＡＰもＭ－ＡＰとしての役割を果たすことができる。すなわち、図１においてＡＰ１０３やＡＰ１０４もＭ－ＡＰとなり得る。また、Ｍ－ＡＰは、ビーコン送信を行わずに、各ＡＰに指示を送る等の役割を担ってもよい。

なお、図１に示す無線通信ネットワークの構成は説明のための例に過ぎず、例えば、更に広範な領域に多数のＥＨＴ機器およびレガシー機器（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｘ規格に従う通信装置）を含むネットワークが構成されてもよい。また、図１に示した各通信装置の配置に限定されず、様々な通信装置の位置関係に対しても、以下の議論を適用可能である。

（ＡＰの構成）
図２は、ＡＰ１０３の機能構成を示すブロック図である。なお、ＡＰ１０４もＡＰ１０３と同様の機能構成を有する。ＡＰ１０３は、その機能構成の一例として、無線ＬＡＮ制御部２０１、フレーム生成部２０２、信号解析部２０３、およびＵＩ（ユーザインタフェース）制御部２０４を有する。

無線ＬＡＮ制御部２０１は、他の無線ＬＡＮ装置との間で無線信号（無線フレーム）の送受信を行うための１本以上のアンテナ２０５並びに回路、及びそれらを制御するプログラムを含んで構成され得る。無線ＬＡＮ制御部２０１は、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの規格に従って、フレーム生成部２０２により生成されたフレームを元に無線ＬＡＮの通信制御を実行する。

フレーム生成部２０２は、無線ＬＡＮ制御部２０１により受信された信号に対して、信号解析部２０３が行った解析の結果に基づいて、無線ＬＡＮ制御部２０１で送信するべきフレームを生成する。フレーム生成部２０２は、信号解析部２０３による解析結果に基づかずに、フレームを作成してもよい。信号解析部２０３は、無線ＬＡＮ制御部２０１により受信された信号に対する解析を行う。例えば、ＡＰ１０３が、Ｄ－ＭＩＭＯ動作を行う場合であって、かつ、Ｓ－ＡＰとして動作することになった場合、受信したフレームの内容を解析する。このとき、信号解析部２０３は、ＡＰ１０３がＳＴＡ１０５に送信するフレームに関して、ＡＰ１０３のほかにＳＴＡ１０５にフレーム送信するＡＰが何台存在するのか、アンテナは何本あるのか、といった情報を解析により取得し得る。ＵＩ制御部２０４は、ＡＰ１０３の不図示のユーザによる入力部３０４（図３）に対する操作を受け付け、当該操作に対応する制御信号を、各構成要素に伝達するための制御や、出力部３０５（図３）に対する出力（表示等も含む）制御を行う。

図３に、本実施形態におけるＡＰ１０３のハードウェア構成を示す。なお、ＡＰ１０４もＡＰ１０３と同様のハードウェア構成を有する。ＡＰ１０３は、そのハードウェア構成の一例として、記憶部３０１、制御部３０２、機能部３０３、入力部３０４、出力部３０５、通信部３０６、および１本以上のアンテナ２０５を有する。

記憶部３０１は、ＲＯＭ、ＲＡＭの両方、または、いずれか一方により構成され、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。なお、記憶部３０１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などの記憶媒体が用いられてもよい。

制御部３０２は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ等のプロセッサ、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）等により構成される。ここで、ＣＰＵはＣｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの、ＭＰＵは、Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの頭字語である。制御部３０２は、記憶部３０１に記憶されたプログラムを実行することによりＡＰ１０３全体を制御する。なお、制御部３０２は、記憶部３０１に記憶されたプログラムとＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）との協働によりＡＰ１０３全体を制御するようにしてもよい。

また、制御部３０２は、機能部３０３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３０３は、ＡＰ１０３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、ＡＰ１０３がカメラである場合、機能部３０３は撮像部であり、撮像処理を行う。また、例えば、ＡＰ１０３がプリンタである場合、機能部３０３は印刷部であり、印刷処理を行う。また、例えば、ＡＰ１０３がプロジェクタである場合、機能部３０３は投影部であり、投影処理を行う。機能部３０３が処理するデータは、記憶部３０１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３０６を介してＳＴＡもしくは他のＡＰと通信したデータであってもよい。

入力部３０４は、ユーザからの各種操作の受付を行う。出力部３０５は、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部３０５による出力とは、画面上への表示や、スピーカーによる音声出力、振動出力等の少なくとも１つを含む。なお、タッチパネルのように入力部３０４と出力部３０５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。

通信部３０６は、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの規格に準拠した無線通信の制御や、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）通信の制御を行う。また、通信部３０６は１本以上のアンテナ２０５を制御して、無線通信のための無線信号の送受信を行う。ＡＰ１０３は通信部３０６を介して、画像データや文書データ、映像データ等のコンテンツを他の通信装置と通信する。なお、本実施形態では、上述のように、ＡＰ１０３とＡＰ１０４はそれぞれ、アンテナを２本、４本保持するものとする。

（ＳＴＡの構成）
ＳＴＡ１０５の機能構成およびハードウェア構成は、上記のＡＰ１０３の機能構成（図２）およびハードウェア構成（図３）とそれぞれ同様な構成とする。すなわち、ＳＴＡ１０５は、機能構成として、無線ＬＡＮ制御部２０１、フレーム生成部２０２、信号解析部２０３、およびＵＩ制御部２０４を有し、ハードウェア構成として、記憶部３０１、制御部３０２、機能部３０３、入力部３０４、出力部３０５、通信部３０６、およびアンテナ２０５を有して構成され得る。

（処理の流れ）
続いて、上述のように構成されたＡＰ１０３により実行される処理の流れ、および図１に示した無線通信システムにより実行される処理のシーケンスについて図４と図５を参照して説明する。図４は、ＡＰ間で情報交換した後、ＡＰ１０３（Ｓ－ＡＰ）がＳＴＡ１０５にデータ送信するまでの処理のフローチャートを示す。図４に示すフローチャートは、ＡＰ１０３の制御部３０２が記憶部３０１に記憶されている制御プログラムを実行し、情報の演算および加工並びに各ハードウェアの制御を実行することにより実現され得る。また、図５は、無線通信システムにおいて実行される処理のシーケンスチャートを示す。

まず、ＡＰ１０３は、ＡＰ１０２～ＡＰ１０４との間で、どの通信装置がＭ－ＡＰの役割を担うかを決定する（Ｓ４０１、Ｆ５０１）。当該決定処理は、ＡＰ１０３がＡＰ１０２に対してＡＰ１０３に関する情報（ＡＰに関する各種パラメータを含む）を送信することにより決定され得る。本例では、ＡＰ１０２がＭ－ＡＰの役割を担うと決定されたとする。すなわち、ＡＰ１０３とＡＰ１０４はＳ－ＡＰの役割を担うこととなる。また、ここまでの処理において、ＡＰ１０２は、ＡＰ１０３とＡＰ１０４から取得した情報に基づき、ＡＰ１０３とＡＰ１０４それぞれの対応できる空間ストリーム数（アンテナ数）を把握できているものとする。続いて、ＡＰ１０３は、ＡＰ１０２（Ｍ－ＡＰ）からＳＳＩＤ、ＢＳＳＩＤなどのネットワーク情報を受信すると（Ｓ４０２、Ｆ５０２）、当該受信した情報に従ってＳＴＡ１０５に対してＢｅａｃｏｎを送信する（Ｆ５０３）。その後、ＡＰ１０３は、送信したＢｅａｃｏｎに基づいて、ＳＴＡ１０５とＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの規格に従う接続処理を行う（Ｓ４０３、Ｆ５０４）。ＡＰ１０３は、この接続処理の間に受信するＰｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ（プローブ要求）、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ（アソシエーション要求）、Ａｕｔｈ（認証）などのフレームをそのままＡＰ１０２に転送してもよい。また、ＡＰ１０３は、接続処理の間にＡＰ１０２から受信するＰｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ、Ａｕｔｈなどのフレームを、そのままＳＴＡ１０５に対して送信してもよい。ＡＰ１０４もＡＰ１０３と同様にＳＴＡ１０５と接続処理を行う。

接続処理が完了したら、ＡＰ１０３はＳＴＡ１０５に関する情報（ＳＴＡに関する各種パラメータを含む）をＡＰ１０２に送信する（Ｓ４０４、Ｆ５０５）。当該ＳＴＡ１０５に関する情報には、ＳＴＡ１０５の対応できる最大ストリーム数が含まれ得る。図１の説明において記載したように、ＳＴＡ１０５の対応できる最大ストリーム数は８であるから、当該数（８を示す値）が、ＡＰ１０３からＡＰ１０２に送信されるＳＴＡ１０５に関する情報に含まれ得る。ＡＰ１０２は、ＳＴＡ１０５に関する情報をＡＰ１０３から受信すると、当該情報に基づいて、ＳＴＡ１０５向けのストリーム数を決定する（Ｆ５０６）。

次に、ＡＰ１０３はＡＰ１０２からＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）取得を指示する信号（ＣＳＩ取得指示）を受信する（Ｓ４０５、Ｆ５０７）。当該ＣＳＩ取得指示はＡＰ１０４も受信する（Ｆ５０７）。この後、ＡＰ１０３はＡＰ１０２から受信するトリガーフレームといった同期信号（不図示）に従って、ＳＴＡ１０５にＣＳＩ取得を要求する信号（ＣＳＩ取得要求）を送信する（Ｓ４０６、Ｆ５０８）。ＡＰ１０４も同様に、ＳＴＡ１０５にＣＳＩ取得要求を送信する（Ｆ５０８）。なお、ＡＰ１０２が送信するＣＳＩ取得指示に、当該同期信号の役割を持たせてもよい。次に、ＡＰ１０３は、接続中のＳＴＡ１０５からＣＳＩを受信し（Ｓ４０７、Ｆ５０９）、受信したＣＳＩをＡＰ１０２に転送する（Ｓ４０８、Ｆ５１０）。ＡＰ１０４も同様に、ＳＴＡ１０５からＣＳＩを受信し、ＡＰ１０２に転送する（Ｆ５０９、Ｆ５１０）。ＡＰ１０２は、ＡＰ１０３とＡＰ１０４の各々から受信したＣＳＩに基づいて、ＳＴＡ１０５向けにデータを送信する際の送信電力、送信タイミングなどを含む送信パラメータを決定する（Ｆ５１１）。当該送信電力は、Ｓ－ＡＰにおけるアンテナごとに決定され得る。また、ＡＰ１０２はここで、ＳＴＡ１０５向けにデータを送信する際の使用ストリーム（ＡＰ１０３とＡＰ１０４で協調して形成される空間ストリーム）およびその数（使用ストリーム数）も決定する。なお、状況によっては、ＡＰ１０３またはＡＰ１０４の電波がＳＴＡ１０５に届かないことも起こりうる。その場合、ＳＴＡ１０５と通信するときの合計ストリーム数がＳ５０１で決定した数（＝８）より下回る可能性もある。本実施形態では、ＡＰ１０３、ＡＰ１０４のみがＳＴＡ１０５と通信可能であるものとし、ＡＰ１０２は、使用ストリーム数を６と決定する。これはＡＰ１０３の最大ストリーム数（＝２）、ＡＰ１０４の最大ストリーム数（＝４）を合わせると６（＝２＋４）となり、ＳＴＡ１０５の最大ストリーム数（＝８）を下回るからである。なお、ＡＰ１０３とＡＰ１０４それぞれの最大ストリーム数の合計が、ＳＴＡ１０５の最大ストリーム数を上回る場合、ＡＰ１０２は、受信したＣＳＩ等に基づいて、使用ストリームと使用ストリーム数を決定してもよい。

次に、ＡＰ１０２は、決定した使用ストリームに応じて、ＡＰ１０３とＡＰ１０４の各々のアンテナが送信する際の電力を決め、ＡＰ１０３とＡＰ１０４向けにアンテナごとの送信電力を示す情報および、決定された使用ストリーム数を示す情報を含む送信パラメータを送信し、ＡＰ１０３とＡＰ１０４は当該送信パラメータを受信する（Ｓ４０９、Ｆ５１２）。次に、ＡＰ１０２はＡＰ１０３とＡＰ１０４に対して、ＳＴＡ１０５に送信するべきデータを送信し、ＡＰ１０３とＡＰは当該データを受信する（Ｓ４１０、Ｆ５１３）。ＡＰ１０３とＡＰ１０４は、送信パラメータ（Ｓ４０９、Ｆ５１２）、データ（Ｓ４１０、Ｆ５１３）を受信すると、当該データと、当該送信パラメータに含まれる使用ストリーム数の情報とを含めた無線フレームを生成し、同期信号（Ｓ４１１、Ｆ５１４）を受信することに応じて送信タイミングを調整して、ＳＴＡ１０５に当該無線フレームの形式でデータを送信する（Ｓ４１２、Ｆ５１５）。当該データは、送信パラメータに含まれる送信電力を示す情報に基づいて設定された電力で送信される。なお、ＡＰ１０３は、送信パラメータ（Ｓ４０９）、データ（Ｓ４１０）、同期信号（Ｓ４１１）を同時に受信してもよいし、別のタイミングで受信してもよい。ＡＰ１０４も同様である。尚、本実施形態では、ＡＰ１０２（Ｍ－ＡＰ）がＡＰ１０３とＡＰ１０４各々の送信電力を決定した。ここで、ＡＰ１０３やＡＰ１０４は、自身で送信電力を決定してもよいが、ＡＰ１０３とＡＰ１０４でゲインが異なると、ＳＴＡ１０５における処理が複雑になり得る。

（フレームの構造）
次に、Ｓ４１２、Ｆ５１５で送信されるＩＥＥＥ８０２．１１ＥＨＴ規格で定められたＰＰＤＵのＰＨＹ（物理）フレーム構造の例を図６～図８に示す。なお、ＰＰＤＵは、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ （ＰＨＹ） Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔの略である。図６は、シングルユーザ（ＳＵ）通信（ＡＰと単一のＳＴＡ間）用のＰＰＤＵである、ＥＨＴ ＳＵ ＰＰＤＵのＰＨＹフレーム構造の例を示す。図７はマルチユーザ（ＭＵ）通信（ＡＰと複数のＳＴＡ間）用のＰＰＤＵであるＥＨＴ ＭＵ ＰＰＤＵのＰＨＹフレーム構造の例を示す。図８は、拡張した範囲（通信距離）（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｒａｎｇｅ）における通信用のＰＰＤＵであるＥＨＴ ＥＲ ＰＰＤＵのＰＨＹフレーム構造の例を示す。ＥＨＴ ＥＲ ＰＰＤＵは、ＡＰと単一のＳＴＡ間の通信で用いられる。

図６～図８に共通してＰＰＤＵが含む情報として、ＳＴＦ（Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）、ＬＴＦ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｆｉｅｌｄ）、ＳＩＧ（Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄ）がある。図６を例にすると、ＰＰＤＵ先頭部には、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｘ規格に対して後方互換性のある、Ｌ（Ｌｅｇａｃｙ）－ＳＴＦ６０１、Ｌ－ＬＴＦ６０２、Ｌ－ＳＩＧ６０３を有する。Ｌ－ＳＴＦ６０１は、ＰＨＹフレーム信号の検出、自動利得制御（ＡＧＣ：ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｇａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ）やタイミング検出などに用いられる。Ｌ－ＳＴＦ６０１の直後に配置されるＬ－ＬＴＦ６０２は高精度周波数・時刻同期化や伝搬チャンネル情報（ＣＳＩ）取得などに用いられる。Ｌ－ＬＴＦ６０２の直後に配置されるＬ－ＳＩＧ６０３は、データ送信率やＰＨＹフレーム長の情報を含んだ制御情報を送信するために用いられる。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｘ規格に従うレガシー機器は、上記各種レガシーフィールド（Ｌ－ＳＴＦ６０１、Ｌ－ＬＴＦ５０２、Ｌ－ＳＩＧ６０３）のデータを復号化することが可能である。当該各種レガシーフィールドは、図７～８に示すＰＰＤＵにも同様に含まれる。

図６に示すＥＨＴ ＳＵ ＰＰＤＵは、上記のＬ－ＳＴＦ６０１、Ｌ－ＬＴＦ６０２、Ｌ－ＳＩＧ６０３に続いて、ＲＬ－ＳＩＧ６０４、ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ６０５、ＥＨＴ－ＳＴＦ６０６、ＥＨＴ－ＬＴＦ６０７、データフィールド６０８、Ｐａｃｋｅｔ ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ６０９を有する。ＲＬ－ＳＩＧ６０４はなくてもよい。ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ６０５はＬ－ＳＩＧ６０３の後に配置され、ＥＨＴ－ＳＴＦ６０６はＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ６０５の直後に配置され、ＥＨＴ－ＬＴＦ６０７はＥＨＴ－ＳＴＦ６０６の直後に配置される。なお、Ｌ－ＳＴＦ６０１、Ｌ－ＬＴＦ６０２、Ｌ－ＳＩＧ６０３、ＲＬ－ＳＩＧ６０４、ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ６０５、ＥＨＴ－ＳＴＦ６０６、ＥＨＴ－ＬＴＦ６０７までのフィールドをプリアンブルと呼ぶ。ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ６０５には、ＰＰＤＵの受信に必要なＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ１とＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ２のような情報が含まれる。ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ６０５に含まれるＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ１とＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ２を構成するサブフィールドとその説明をそれぞれ表１と表２に示す。

ＭＩＭＯ通信のストリーム数はＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ１のＮＳＴＳ Ａｎｄ Ｍｉｄａｍｂｌｅ Ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙサブフィールドで示し、ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ２のＤｏｐｐｌｅｒフィールドの値によって取りうる値が異なる。Ｄｏｐｐｌｅｒフィールドの値が０の場合は、移動速度が低いことを示し、ストリーム数の値は１～１６まで設定することができる。Ｄｏｐｐｌｅｒフィールドの値が１の場合は、移動速度が高いことを示し、ストリーム数ｎ値は１～４まで制限している。なお本実施形態ではＮＳＴＳ Ａｎｄ Ｍｉｄａｍｂｌｅ Ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙフィールドに４ビットを割り当てているが、ＥＨＴ規格の規格を想定した拡張として、５ビット等、４ビット以上を割り当て、１６より大きいストリーム数を示せるようにしてもよい。

本実施形態では、ＮＳＴＳ Ａｎｄ Ｍｉｄａｍｂｌｅ Ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙサブフィールドに示すストリーム数は、Ｄ－ＭＩＭＯに対応するＡＰ（ＡＰ１０３、ＡＰ１０４）がＳＴＡ（ＳＴＡ１０５）に対して形成される全体のストリーム数（使用ストリーム数）が設定される。すなわち、ＡＰ１０３やＡＰ１０４が単体でＳＴＡ１０５と通信する際に使用するストリーム数ではなく、その合計が設定される。本実施形態では、ＡＰ１０３のストリーム最大数２とＡＰ１０４のストリーム最大数４から、ＳＴＡ１０５と通信する使用ストリーム数は６と決定される。よって、ＡＰ１０３が対応する最大ストリーム数２であるが、ここに入力する値は６となる。当該設定する使用ストリーム数は、Ｍ－ＡＰ（ＡＰ１０２）からＳ４０９、Ｆ５１２で指示された使用ストリーム数に基づいて設定される。

ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ６０５に続くＥＨＴ－ＳＴＦ６０６は、ＥＨＴ Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄの略で、主な目的はＭＩＭＯ送信における自動利得制御を改善することである。ＥＨＴ-ＬＴＦ６０７はＥＨＴ Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄの略で、受信機にＭＩＭＯチャネルの推定を行う手段を提供する。なお、図６の説明に関し、使用ストリーム数はＭ－ＡＰから受信した値（情報）を基に設定されるとしたが、使用ストリーム数に限らずすべての値をＭ－ＡＰから受信した値を元に入力してよい。

図８に示すＥＨＴ ＥＲ ＰＰＤＵは、上記のように、通信距離を拡張したいときに用いるＰＰＤＵで、ＡＰと単一のＳＴＡ間の通信で用いられる。ＥＨＴ ＥＲ ＰＰＤＵは、Ｌ－ＳＴＦ８０１、Ｌ－ＬＴＦ８０２、Ｌ－ＳＩＧ８０３、ＲＬ－ＳＩＧ８０４、ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ８０５、ＥＨＴ－ＳＴＦ８０６、ＥＨＴ－ＬＴＦ８０７、データフィールド８０８、Ｐａｃｋｅｔ ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ８０９を有する。ＲＬ－ＳＩＧ８０４はなくてもよいＬ－ＬＴＦ８０２はＬ－ＳＴＦ８０１の直後に配置され、Ｌ－ＳＩＧ８０３はＬ－ＬＴＦ８０２の直後に配置され、ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ８０５はＬ－ＳＩＧ８０３の後に配置され、ＥＨＴ－ＳＴＦ８０６はＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ８０５の直後に配置され、ＥＨＴ－ＬＴＦ８０７はＥＨＴ－ＳＴＦ８０６の直後に配置される。なお、Ｌ－ＳＴＦ８０１、Ｌ－ＬＴＦ８０２、Ｌ－ＳＩＧ８０３、ＲＬ－ＳＩＧ８０４、ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ８０５、ＥＨＴ－ＳＴＦ８０６、ＥＨＴ－ＬＴＦ８０７までのフィールドをプリアンブルと呼ぶ。各フィールドに含まれる情報は、図６に示したＥＨＴ ＳＵ ＰＰＤＵと同内容であるので説明を省略する。

図７のＥＨＴ ＭＵ ＰＰＤＵは、上述のように、ＭＵの通信で用いるＰＰＤＵである。ＥＨＴ ＭＵ ＰＰＤＵは、Ｌ－ＳＴＦ７０１、Ｌ－ＬＴＦ７０２、Ｌ－ＳＩＧ７０３、ＲＬ－ＳＩＧ７０４、ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ７０５、ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ｂ７０６、ＥＨＴ－ＳＴＦ７０７、ＥＨＴ－ＬＴＦ７０８、データフィールド７０９、Ｐａｃｋｅｔ ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ７１０を有する。ＲＬ－ＳＩＧ７０４はなくてもよいＬ－ＬＴＦ７０２はＬ－ＳＴＦ７０１の直後に配置され、Ｌ－ＳＩＧ７０３はＬ－ＬＴＦ７０２の直後に配置され、ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ７０５はＬ－ＳＩＧ７０３の後に配置され、ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ｂ７０６はＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ７０５の直後に配置され、ＥＨＴ－ＳＴＦ７０７はＥＨＴ－ＳＩＧ－Ｂ７０６の直後に配置され、ＥＨＴ－ＬＴＦ７０８はＥＨＴ－ＳＴＦ７０７の直後に配置される。なお、Ｌ－ＳＴＦ７０１、Ｌ－ＬＴＦ７０２、Ｌ－ＳＩＧ７０３、ＲＬ－ＳＩＧ７０４、ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ７０５、ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ｂ７０６、ＥＨＴ－ＳＴＦ７０７、ＥＨＴ－ＬＴＦ７０８までのフィールドをプリアンブルと呼ぶ。

ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ７０５にはＰＰＤＵの受信に必要なＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ１とＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ２のような情報を含んでいる。ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ７０５に含まれるＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ１とＥＨＴ－ＳＩＧ－Ａ２を構成するサブフィールドとその説明をそれぞれ表３と表４に示す。

ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ｂ７０６にはＰＰＤＵの受信に必要なＣｏｍｍｏｎ ｆｉｅｌｄやＵｓｅｒ Ｂｌｏｃｋ ｆｉｅｌｄのような情報を含んでいる。ＥＨＴ－ＳＩＧ－Ｂ７０６に含まれるＣｏｍｍｏｎ ｆｉｅｌｄやＵｓｅｒ Ｂｌｏｃｋ ｆｉｅｌｄを構成するサブフィールドとその説明をそれぞれ表５と表６に示す。

Ｕｓｅｒ ｆｉｅｌｄは複数のユーザに対し、ＯＦＤＭＡで送信するか、ＭＵ－ＭＩＭＯで送信するかによって形式が異なる。表７はＯＦＤＭＡで送信する場合Ｕｓｅｒ ｆｉｅｌｄの説明を示し、表８はＭＵ－ＭＩＭＯで送信する場合のＵｓｅｒ ｆｉｅｌｄの説明を示す。

ＭＩＭＯ通信のストリーム数はＥＨＴ－ＳＩＧ－ＢのＵｓｅｒ ｆｉｅｌｄにあるＮＳＴＳサブフィールドか、もしくはＳｐａｔｉａｌ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎサブフィールドで示す。なお、本実施形態ではＮＳＴＳ Ａｎｄ Ｍｉｄａｍｂｌｅ Ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙフィールドに４ビットを割り当てているが、ＥＨＴ規格の規格を想定した拡張として、５ビット等、４ビット以上を割り当て、１６より大きいストリーム数を示せるようにしてもよい。

本実施形態では、ＮＳＴＳサブフィールドもしくはＳｐａｔｉａｌ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎサブフィールドに示すストリーム数は、Ｄ－ＭＩＭＯに対応するＡＰ（ＡＰ１０３、ＡＰ１０４）がＳＴＡ（ＳＴＡ１０５）に対して形成される全体のストリーム数（使用ストリーム数）が設定される（ＭＵ通信用であることから、通信先はＳＴＡ１０５以外のＳＴＡも含まれ得る）。すなわち、ＡＰ１０３やＡＰ１０４が単体でＳＴＡ１０５と通信する際に使用するストリーム数ではなく、その合計が設定される。本実施形態では、ＡＰ１０３のストリーム最大数２とＡＰ１０４のストリーム最大数４から、ＳＴＡ１０５と通信する使用ストリーム数は６と決定される。よって、ＡＰ１０３が対応する最大ストリーム数２であるが、ここに入力する値は６となる。当該設定する使用ストリーム数は、Ｍ－ＡＰ（ＡＰ１０２）からＳ４０９、Ｆ５１２で指示された使用ストリーム数に基づいて設定される。なお、他の各フィールドに含まれる情報は、図６に示したＥＨＴ ＳＵ ＰＰＤＵと同内容であるので説明を省略する。

以上のようにして本発明で示すＩＥＥＥ８０２．１１ ＥＨＴ規格で用いるＰＰＤＵのフレーム構造を用いて、複数のＳ－ＡＰにより形成される空間ストリーム数（使用ストリーム数）をＳＴＡに伝えることで下記の利点がある。すなわち、実際には複数のＡＰが存在し、ＳＴＡにデータを送信していたとしても、ＳＴＡから見れば単一のＡＰからデータを受信しているのと変わらずにＰＰＤＵを解釈することができることである。

本実施形態では、ＰＰＤＵに示す使用ストリーム数をＭ－ＡＰが一括管理し、その合計値をＳＴＡに伝達したが、別の方法をとってもよい。例えば、Ｓ－ＡＰは自らが使用するストリーム数とともに他のＡＰが何台いるかの情報を含めてデータ送信してもよい。これによる利点は下記が考えられる。ＳＴＡにデータ送信するＳ－ＡＰの同期精度が悪い場合、全体のＡＰ数がわからないと、個別にデータを復元し、ＳＴＡとしてデータを受信したときに、データをうまく復元できない、もしくはデータに欠損があるものと解釈してしまう可能性がある。その場合でも、ＳＴＡは、ＳＴＡと通信する全ＡＰ数がわかることで、全てのデータが受信できるのを待ち、解析可能になってからデータを復元する、もしくはデータフィールドを抽出することが可能となる。

なお、図６～図８は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｘ規格に対して後方互換性のあるフレーム構造を示したが、後方互換性を確保する必要がない場合には、Ｌ－ＳＴＦおよびＬ－ＬＴＧのフィールドは省略されてもよい。その代わりに、ＥＨＴ－ＳＴＦがＥＨＴ－ＬＴＦが挿入されてもよい。

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ー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。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１０２～１０４ ＡＰ（アクセスポイント）、１０５～１０７ ＳＴＡ（無線ＬＡＮ端末）、２０１ 無線ＬＡＮ制御部、２０２ フレーム生成部、２０３ 信号解析部、２０４ ＵＩ制御部、２０５ アンテナ

Claims (11)

1. 通信装置であって、
   前記通信装置と前記通信装置とは異なる１つ以上の他の通信装置とのうちの２つ以上の通信装置により、共通の相手装置との間に形成される合計の空間ストリーム数を前記１つ以上の他の通信装置に通知する通知手段を有する、
   ことを特徴とする通信装置。
2. 前記１つ以上の他の通信装置から、前記１つ以上の他の通信装置と前記共通の相手装置との間の通信品質を取得する取得手段と、
   前記通信品質に基づいて前記合計の空間ストリーム数を決定する決定手段と、
   をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. プリアンブルとデータフィールドを有する物理（ＰＨＹ）フレームを送信する送信手段を有する通信装置であって、
   前記プリアンブルは、Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄと、を含み、
   前記Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄには、少なくとも、前記通信装置と、前記通信装置と異なる１つ以上の他の通信装置とにより共通の相手装置との間に形成される合計の空間ストリーム数を示すフィールドが含まれている、
   ことを特徴とする通信装置。
4. 前記通信装置は、Ｄ－ＭＩＭＯ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＭＩＭＯ）に対応のスレーブ・アクセスポイントとして機能し、前記空間ストリーム数は、前記Ｄ－ＭＩＭＯに対応のマスター・アクセスポイントによる指示に基づいて設定される、ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
5. プリアンブルとデータフィールドを有する物理（ＰＨＹ）フレームを受信する受信手段を有する通信装置であって、
   前記プリアンブルは、Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄと、を含み、
   前記Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄには、少なくとも、前記通信装置と異なる複数の通信装置により前記通信装置を相手装置として形成される合計の空間ストリーム数を示すフィールドが含まれている、
   ことを特徴とする通信装置。
6. 前記空間ストリーム数を示すサブフィールドは、４ビット以上のビットが割り当てられる、ことを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の通信装置。
7. 通信装置によって実行される通信方法であって、
   前記通信装置と前記通信装置とは異なる１つ以上の他の通信装置とのうちの２つ以上の通信装置により、共通の相手装置との間に形成される合計の空間ストリーム数を前記１つ以上の他の通信装置に通知することを含む、
   ことを特徴とする通信方法。
8. 前記１つ以上の他の通信装置から、前記１つ以上の他の通信装置と前記共通の相手装置との間の通信品質を取得することと、
   前記通信品質に基づいて前記合計の空間ストリーム数を決定することと、
   をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の通信方法。
9. プリアンブルとデータフィールドを有する物理（ＰＨＹ）フレームを送信する通信装置のための通信方法であって、
   前記プリアンブルは、Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄと、を含み、
   前記Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄには、少なくとも、前記通信装置と、前記通信装置とは異なる１つ以上の他の通信装置とにより共通の相手装置との間に形成される合計の空間ストリーム数を示すフィールドが含まれている、
   ことを特徴とする通信方法。
10. プリアンブルとデータフィールドを有する物理（ＰＨＹ）フレームを受信する通信装置のための通信方法であって、
    前記プリアンブルは、Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄと、を含み、
    前記Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄには、少なくとも、前記通信装置と異なる複数の通信装置により前記通信装置を相手装置として形成される合計の空間ストリーム数を示すフィールドが含まれている、
    ことを特徴とする通信方法。
11. コンピュータを、請求項１から６のいずれか１項に記載の通信装置として機能させるためのプログラム。

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