JP2023114921A - 通信装置および通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アプリケーションを考慮して下位レイヤを制御する通信装置および通信方法を提供すること。【解決手段】送信部、及び受信部を備え、前記送信部は、設定情報、及びＱｏＳ（Quality of Service）パケットを送信し、前記設定情報は、ＱｏＳパケットサイズ、及びＱｏＳパケットが満足すべき要求条件であるＱｏＳ情報を含み、前記受信部は、前記ＱｏＳ情報で示される要求条件を満足して前記ＱｏＳパケットを受信したことを示すＱｏＳ ＡＣＫを受信する。【選択図】図６

Description

本発明は、通信装置および通信方法に関する。

ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.）は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信の速度高速化、周波数利用効率化を実現するために無線ＬＡＮ標準規格であるＩＥＥＥ８０２．１１の仕様更新に継続して取り組んでいる。近年、無線ＬＡＮデバイスの急速な普及に伴って、遠隔医療やＶＲ/ＡＲといったリアルタイムアプリケーションとしての利用用途の拡大が見込まれており、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ標準規格のさらなる低遅延化と通信容量の大容量化を実現するＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅの標準化が進められている。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅの次世代規格の議論も始まっている。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅの次世代規格については、非特許文献１、非特許文献２に記載されている。

IEEE802.11-18／1231-06、March 2019． IEEE802.11-22／0032-00、January 2022．

ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅ、又はＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅの次世代規格では、高度な要求条件を持つ、様々なアプリケーションがユースケースとして想定されている。このような多様なアプリケーションを実現するためには、物理層やＭＡＣ層のような下位レイヤにおいてもアプリケーションを考慮することが重要となる。

本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、その目的はアプリケーションを考慮して下位レイヤを制御する通信装置および通信方法を提供するものである。

上述した課題を解決するための本発明に係る通信装置および通信方法は、次の通りである。

本発明の一態様に係る通信装置は、送信部、及び受信部を備え、前記送信部は、設定情報、及びＱｏＳ（Quality of Service）パケットを送信し、前記設定情報は、ＱｏＳパケットサイズ、及びＱｏＳパケットが満足すべき要求条件であるＱｏＳ情報を含み、前記受信部は、前記ＱｏＳ情報で示される要求条件を満足して前記ＱｏＳパケットを受信したことを示すＱｏＳ ＡＣＫを受信する。

また本発明の一態様に係る通信装置において、前記送信部は、１又は複数のＭＰＤＵ（MAC Protocol Data Unit）から構成されるＡ－ＭＰＤＵ（Aggregation MPDU）を送信し、前記受信部は、前記Ａ－ＭＰＤＵで送信されるビットが正しく受信されたことを示すＡＣＫを受信し、前記ＱｏＳパケットは１又は複数の前記Ａ－ＭＰＤＵに含まれる。

また本発明の一態様に係る通信装置において、複数の前記ＱｏＳパケットが１つのＡ－ＭＰＤＵに含まれる場合、前記複数のＱｏＳパケットの各々に対するＱｏＳ ＡＣＫを示すＱｏＳブロックＡＣＫを受信する。

また本発明の一態様に係る通信装置において、前記複数のＱｏＳパケットが複数のＡ－ＭＰＤＵに含まれる場合、前記ＱｏＳパケットを全て送信したタイミングから、最初に受信する前記ＭＰＤＵに対するＡＣＫと同じタイミングで前記ＱｏＳ ＡＣＫを受信する。

また本発明の一態様に係る通信装置は、受信部、及び送信部を備え、前記受信部は、設定情報、及びＱｏＳ（Quality of Service）パケットを受信し、前記設定情報は、ＱｏＳパケットサイズ、及びＱｏＳパケットが満足すべき要求条件であるＱｏＳ情報を含み、前記送信部は、前記ＱｏＳ情報で示される要求条件を満足して前記ＱｏＳパケットを受信したことを示すＱｏＳ ＡＣＫを送信する。

また本発明の一態様に係る通信装置において、前記受信部は、１又は複数のＭＰＤＵ（MAC Protocol Data Unit）から構成されるＡ－ＭＰＤＵ（Aggregation MPDU）を受信し、前記送信部は、前記Ａ－ＭＰＤＵで送信されるビットが正しく受信されたことを示すＡＣＫを送信し、前記ＱｏＳパケットは１又は複数の前記Ａ－ＭＰＤＵに含まれる。

また本発明の一態様に係る通信装置において、複数の前記ＱｏＳパケットが１つのＡ－ＭＰＤＵに含まれる場合、前記複数のＱｏＳパケットの各々に対するＱｏＳ ＡＣＫを示すＱｏＳブロックＡＣＫを送信する。

また本発明の一態様に係る通信装置において、前記複数のＱｏＳパケットが複数のＡ－ＭＰＤＵに含まれる場合、前記ＱｏＳパケットを全て送信したタイミングから、最初に受信する前記ＭＰＤＵに対するＡＣＫと同じタイミングで前記ＱｏＳ ＡＣＫを送信する。

また本発明の一態様に係る通信方法は、通信方法であって、送信ステップ、及び受信ステップを備え、前記送信ステップは、設定情報、及びＱｏＳ（Quality of Service）パケットを送信し、前記設定情報は、ＱｏＳパケットサイズ、及びＱｏＳパケットが満足すべき要求条件であるＱｏＳ情報を含み、前記受信ステップは、前記ＱｏＳ情報で示される要求条件を満足して前記ＱｏＳパケットを受信したことを示すＱｏＳ ＡＣＫを受信する。

また本発明の一態様に係る通信方法は、受信ステップ、及び送信ステップを備え、前記受信ステップは、設定情報、及びＱｏＳ（Quality of Service）パケットを受信し、前記設定情報は、ＱｏＳパケットサイズ、及びＱｏＳパケットが満足すべき要求条件であるＱｏＳ情報を含み、前記送信ステップは、前記ＱｏＳ情報で示される要求条件を満足して前記ＱｏＳパケットを受信したことを示すＱｏＳ ＡＣＫを送信する。

本発明によれば、アプリケーションのことを考慮することで、アプリケーションの実現に効果的に下位レイヤを制御することが可能となる。

本発明の一態様に係る無線リソースの分割例を示す概要図である。 本発明の一態様に係るフレーム構成の一例を示す図である。 本発明の一態様に係るフレーム構成の一例を示す図である。 本発明の一態様に係る通信の一例を示す図である。 本発明の一態様に係る通信システムの一構成例を示す図である。 本発明の一態様に係る無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。 本発明の一態様に係る無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。

本実施形態における通信システムは、アクセスポイント装置（もしくは、基地局装置とも呼称）、および複数のステーション装置（もしくは、端末装置とも呼称）を備える。また、アクセスポイント装置とステーション装置とで構成される通信システム、ネットワークを基本サービスセット（ＢＳＳ: Basic service set、管理範囲、セル）と呼ぶ。また、本実施形態に係るステーション装置は、アクセスポイント装置の機能を備えることができる。同様に、本実施形態に係るアクセスポイント装置は、ステーション装置の機能を備えることができる。そのため、以下では、単に通信装置と述べた場合、該通信装置は、ステーション装置とアクセスポイント装置の両方を示すことができる。

ＢＳＳ内の基地局装置および端末装置は、それぞれＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier sense multiple access with collision avoidance）に基づいて、通信を行なうものとする。本実施形態においては、基地局装置が複数の端末装置と通信を行なうインフラストラクチャモードを対象とするが、本実施形態の方法は、端末装置同士が通信を直接行なうアドホックモードでも実施可能である。アドホックモードでは、端末装置が、基地局装置の代わりとなりＢＳＳを形成する。アドホックモードにおけるＢＳＳを、ＩＢＳＳ（Independent Basic Service Set）とも呼称する。以下では、アドホックモードにおいてＩＢＳＳを形成する端末装置を、基地局装置とみなすこともできる。本実施形態の方法は、端末装置同士が通信を直接行なうＷｉＦｉ Ｄｉｒｅｃｔ（登録商標）でも実施可能である。ＷｉＦｉ Ｄｉｒｅｃｔでは、端末装置が、基地局装置の代わりとなりGroupを形成する。以下では、ＷｉＦｉ ＤｉｒｅｃｔにおいてGroupを形成するGroup ownerの端末装置を、基地局装置とみなすこともできる。

ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、各装置は、共通のフレームフォーマットを持った複数のフレームタイプの送信フレームを送信することが可能である。送信フレームは、物理（Physical：ＰＨＹ）層、媒体アクセス制御（Medium access control：ＭＡＣ）層、論理リンク制御（ＬＬＣ: Logical Link Control）層、でそれぞれ定義されている。それぞれ前記物理層はＰＨＹレイヤ、前記ＭＡＣ層はＭＡＣレイヤとも呼称される。

ＰＨＹレイヤの送信フレームは、物理プロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ: PHY protocol data unit、物理層フレーム）と呼ばれる。ＰＰＤＵは、物理層での信号処理を行なうためのヘッダ情報等が含まれる物理層ヘッダ（ＰＨＹヘッダ）と、物理層で処理されるデータユニットである物理サービスデータユニット（ＰＳＤＵ: PHY service data unit、ＭＡＣレイヤフレーム）等から構成される。ＰＳＤＵは無線区間における再送単位となるＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ: MAC protocol data unit）が複数集約された集約ＭＰＤＵ（Ａ－ＭＰＤＵ: Aggregated MPDU）で構成されることが可能である。

ＰＨＹヘッダには、信号の検出・同期等に用いられるショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ: Short training field）、データ復調のためのチャネル情報を取得するために用いられるロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ: Long training field）などの参照信号と、データ復調のための制御情報が含まれているシグナル（Signal：ＳＩＧ）などの制御信号が含まれる。また、ＳＴＦは、対応する規格に応じて、レガシーＳＴＦ（Ｌ－ＳＴＦ: Legacy-STF）や、高スループットＳＴＦ（ＨＴ－ＳＴＦ: High throughput-STF）や、超高スループットＳＴＦ（ＶＨＴ－ＳＴＦ: Very high throughput-STF）や、高効率ＳＴＦ（ＨＥ－ＳＴＦ: High efficiency-STF）や、超高スループットＳＴＦ（ＥＨＴ－ＳＴＦ：Extremely High Throughput-STF）等に分類され、ＬＴＦやＳＩＧも同様にＬ－ＬＴＦ，ＨＴ－ＬＴＦ，ＶＨＴ－ＬＴＦ，ＨＥ－ＬＴＦ，Ｌ－ＳＩＧ，ＨＴ－ＳＩＧ，ＶＨＴ－ＳＩＧ，ＨＥ－ＳＩＧ，ＥＨＴ－ＳＩＧに分類される。ＶＨＴ－ＳＩＧは更にＶＨＴ－ＳＩＧ－Ａ１とＶＨＴ－ＳＩＧ－Ａ２とＶＨＴ－ＳＩＧ－Ｂに分類される。同様に、ＨＥ－ＳＩＧは、ＨＥ－ＳＩＧ－Ａ１～４と、ＨＥ－ＳＩＧ－Ｂに分類される。また、同一規格における技術更新を想定し、追加の制御情報が含まれているＵｎｉｖｅｒｓａｌ ＳＩＧＮＡＬ（U-SIG）フィールドが含まれることができる。

さらに、ＰＨＹヘッダは当該送信フレームの送信元のＢＳＳを識別する情報（以下、ＢＳＳ識別情報とも呼称する）を含むことができる。ＢＳＳを識別する情報は、例えば、当該ＢＳＳのＳＳＩＤ（Service Set Identifier）や当該ＢＳＳの基地局装置のＭＡＣアドレスであることができる。また、ＢＳＳを識別する情報は、ＳＳＩＤやＭＡＣアドレス以外の、ＢＳＳに固有な値（例えばＢＳＳ Ｃｏｌｏｒ等）であることができる。

ＰＰＤＵは対応する規格に応じて変調される。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格であれば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ: Orthogonal frequency division multiplexing）信号に変調される。

ＭＰＤＵはＭＡＣレイヤでの信号処理を行なうためのヘッダ情報等が含まれるＭＡＣレイヤヘッダ（MAC header）と、ＭＡＣレイヤで処理されるデータユニットであるＭＡＣサービスデータユニット（ＭＳＤＵ: MAC service data unit）もしくはフレームボディ、ならびにフレームに誤りがないかをどうかをチェックするフレーム検査部（Frame check sequence：ＦＣＳ）で構成されている。また、複数のＭＳＤＵは集約ＭＳＤＵ（Ａ－ＭＳＤＵ: Aggregated MSDU）として集約されることも可能である。

ＭＡＣレイヤの送信フレームのフレームタイプは、装置間の接続状態などを管理するマネジメントフレーム、装置間の通信状態を管理するコントロールフレーム、および実際の送信データを含むデータフレームの３つに大きく分類され、それぞれは更に複数種類のサブフレームタイプに分類される。コントロールフレームには、受信完了通知（ＡＣＫ: Acknowledge）フレーム、送信要求（ＲＴＳ: Request to send）フレーム、受信準備完了（ＣＴＳ: Clear to send）フレーム等が含まれる。マネジメントフレームには、ビーコン（Beacon）フレーム、プローブ要求（Probe request）フレーム、プローブ応答（Probe response）フレーム、認証（Authentication）フレーム、接続要求（Association request）フレーム、接続応答（Association response）フレーム等が含まれる。データフレームには、データ（Data）フレーム、ポーリング（CF-poll）フレーム等が含まれる。各装置は、ＭＡＣヘッダに含まれるフレームコントロールフィールドの内容を読み取ることで、受信したフレームのフレームタイプおよびサブフレームタイプを把握することができる。

なお、ＡＣＫには、Ｂｌｏｃｋ ＡＣＫが含まれても良い。Ｂｌｏｃｋ ＡＣＫは、複数のＭＰＤＵに対する受信完了通知を実施可能である。また、ＡＣＫには、複数の通信装置に対する受信完了通知を含むＭｕｌｔｉ ＳＴＡ Ｂｌｏｃｋ ＡＣＫが含まれても良い。

ビーコンフレームには、ビーコンが送信される周期（Beacon interval）やＳＳＩＤを記載するフィールド（Field）が含まれる。基地局装置は、ビーコンフレームを周期的にＢＳＳ内に報知することが可能であり、端末装置はビーコンフレームを受信することで、端末装置周辺の基地局装置を把握することが可能である。端末装置が基地局装置より報知されるビーコンフレームに基づいて基地局装置を把握することを受動的スキャニング（Passive scanning）と呼ぶ。一方、端末装置がプローブ要求フレームをＢＳＳ内に報知することで、基地局装置を探査することを能動的スキャニング（Active scanning）と呼ぶ。基地局装置は該プローブ要求フレームへの応答としてプローブ応答フレームを送信することが可能であり、該プローブ応答フレームの記載内容は、ビーコンフレームと同等である。

端末装置は基地局装置を認識したあとに、該基地局装置に対して接続処理を行なう。接続処理は認証（Authentication）手続きと接続（Association）手続きに分類される。端末装置は接続を希望する基地局装置に対して、認証フレーム（認証要求）を送信する。基地局装置は、認証フレームを受信すると、該端末装置に対する認証の可否などを示すステータスコードを含んだ認証フレーム（認証応答）を該端末装置に送信する。端末装置は、該認証フレームに記載されたステータスコードを読み取ることで、自装置が該基地局装置に認証を許可されたか否かを判断することができる。なお、基地局装置と端末装置は認証フレームを複数回やり取りすることが可能である。

端末装置は認証手続きに続いて、基地局装置に対して接続手続きを行なうために、接続要求フレームを送信する。基地局装置は接続要求フレームを受信すると、該端末装置の接続を許可するか否かを判断し、その旨を通知するために、接続応答フレームを送信する。接続応答フレームには、接続処理の可否を示すステータスコードに加えて、端末装置を識別するためのアソシエーション識別番号（ＡＩＤ: Association identifier）が記載されている。基地局装置は接続許可を出した端末装置にそれぞれ異なるＡＩＤを設定することで、複数の端末装置を管理することが可能となる。

接続処理が行われたのち、基地局装置と端末装置は実際のデータ伝送を行なう。ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、分散制御機構（ＤＣＦ: Distributed Coordination Function）と集中制御機構（ＰＣＦ: Point Coordination Function）、およびこれらが拡張された機構（拡張分散チャネルアクセス（ＥＤＣＡ: Enhanced distributed channel access）や、ハイブリッド制御機構(ＨＣＦ: Hybrid coordination function)等）が定義されている。以下では、基地局装置が端末装置にＤＣＦで信号を送信する場合を例にとって説明するが、端末装置から基地局装置にＤＣＦで信号を送信する場合も同様である。

ＤＣＦでは、基地局装置および端末装置は、通信に先立ち、自装置周辺の無線チャネルの使用状況を確認するキャリアセンス（ＣＳ: Carrier sense）を行なう。例えば、送信局である基地局装置は予め定められたクリアチャネル評価レベル（ＣＣＡレベル: Clear channel assessment level）よりも高い信号を該無線チャネルで受信した場合、該無線チャネルでの送信フレームの送信を延期する。以下では、該無線チャネルにおいて、ＣＣＡレベル以上の信号が検出される状態をビジー（Busy）状態、ＣＣＡレベル以上の信号が検出されない状態をアイドル（Idle）状態と呼ぶ。このように、各装置が実際に受信した信号の電力（受信電力レベル）に基づいて行なうＣＳを物理キャリアセンス（物理ＣＳ）と呼ぶ。なおＣＣＡレベルをキャリアセンスレベル（ＣＳ level）、もしくはＣＣＡ閾値（ＣＣＡ threshold：ＣＣＡＴ）とも呼ぶ。なお、基地局装置および端末装置は、ＣＣＡレベル以上の信号を検出した場合は、少なくともＰＨＹレイヤの信号を復調する動作に入る。

基地局装置は送信する送信フレームに種類に応じたフレーム間隔（ＩＦＳ: Inter frame space）だけキャリアセンスを行ない、無線チャネルがビジー状態かアイドル状態かを判断する。基地局装置がキャリアセンスする期間は、これから基地局装置が送信する送信フレームのフレームタイプおよびサブフレームタイプによって異なる。ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、期間の異なる複数のＩＦＳが定義されており、最も高い優先度が与えられた送信フレームに用いられる短フレーム間隔（ＳＩＦＳ: Short ＩＦＳ）、優先度が比較的高い送信フレームに用いられるポーリング用フレーム間隔（ＰＣＦ ＩＦＳ: ＰＩＦＳ）、最も優先度の低い送信フレームに用いられる分散制御用フレーム間隔（ＤＣＦ ＩＦＳ: ＤＩＦＳ）などがある。基地局装置がＤＣＦでデータフレームを送信する場合、基地局装置はＤＩＦＳを用いる。

基地局装置はＤＩＦＳだけ待機したあとで、フレームの衝突を防ぐためのランダムバックオフ時間だけ更に待機する。ＩＥＥＥ８０２．１１システムにおいては、コンテンションウィンドウ（ＣＷ: Contention window）と呼ばれるランダムバックオフ時間が用いられる。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、ある送信局が送信した送信フレームは、他送信局からの干渉が無い状態で受信局に受信されることを前提としている。そのため、送信局同士が同じタイミングで送信フレームを送信してしまうと、フレーム同士が衝突してしまい、受信局は正しく受信することができない。そこで、各送信局が送信開始前に、ランダムに設定される時間だけ待機することで、フレームの衝突が回避される。基地局装置はキャリアセンスによって無線チャネルがアイドル状態であると判断すると、ＣＷのカウントダウンを開始し、ＣＷが０となって初めて送信権を獲得し、端末装置に送信フレームを送信できる。なお、ＣＷのカウントダウン中に基地局装置がキャリアセンスによって無線チャネルをビジー状態と判断した場合は、ＣＷのカウントダウンを停止する。そして、無線チャネルがアイドル状態となった場合、先のＩＦＳに続いて、基地局装置は残留するＣＷのカウントダウンを再開する。

次に、フレーム受信の詳細について説明する。受信局である端末装置は、送信フレームを受信し、該送信フレームのＰＨＹヘッダを読み取り、受信した送信フレームを復調する。そして、端末装置は復調した信号のＭＡＣヘッダを読み取ることで、該送信フレームが自装置宛てのものか否かを認識することができる。なお、端末装置は、ＰＨＹヘッダに記載の情報（例えばＶＨＴ-ＳＩＧ-Ａの記載されるグループ識別番号(ＧＩＤ: Group identifier, Group ID)）に基づいて、該送信フレームの宛先を判断することも可能である。

端末装置は、受信した送信フレームが自装置宛てのものと判断し、そして誤りなく送信フレームを復調できた場合、フレームを正しく受信できたことを示すＡＣＫフレームを送信局である基地局装置に送信しなければならない。ＡＣＫフレームは、ＳＩＦＳ期間の待機だけ（ランダムバックオフ時間は取られない）で送信される最も優先度の高い送信フレームの一つである。基地局装置は端末装置から送信されるＡＣＫフレームの受信をもって、一連の通信を終了する。なお、端末装置がフレームを正しく受信できなかった場合、端末装置はＡＣＫを送信しない。よって基地局装置は、フレーム送信後、一定期間（ＳＩＦＳ＋ＡＣＫフレーム長）の間、受信局からのＡＣＫフレームを受信しなかった場合、通信は失敗したものとして、通信を終了する。このように、ＩＥＥＥ８０２．１１システムの１回の通信（バーストとも呼ぶ）の終了は、ビーコンフレームなどの報知信号の送信の場合や、送信データを分割するフラグメンテーションが用いられる場合などの特別な場合を除き、必ずＡＣＫフレームの受信の有無で判断されることになる。

端末装置は、受信した送信フレームが自装置宛てのものではないと判断した場合、ＰＨＹヘッダ等に記載されている該送信フレームの長さ（Length）に基づいて、ネットワークアロケーションベクタ（ＮＡＶ: Network allocation vector）を設定する。端末装置は、ＮＡＶに設定された期間は通信を試行しない。つまり、端末装置は物理ＣＳによって無線チャネルがビジー状態と判断した場合と同じ動作をＮＡＶに設定された期間行なうことになるから、ＮＡＶによる通信制御は仮想キャリアセンス（仮想ＣＳ）とも呼ばれる。ＮＡＶは、ＰＨＹヘッダに記載の情報に基づいて設定される場合に加えて、隠れ端末問題を解消するために導入される送信要求（ＲＴＳ: Request to send）フレームや、受信準備完了（ＣＴＳ: Clear to send）フレームによっても設定される。

各装置がキャリアセンスを行ない、自律的に送信権を獲得するＤＣＦに対して、ＰＣＦは、ポイントコーディネータ（ＰＣ: Point coordinator）と呼ばれる制御局が、ＢＳＳ内の各装置の送信権を制御する。一般に基地局装置がＰＣとなり、ＢＳＳ内の端末装置の送信権を獲得することになる。

ＰＣＦによる通信期間には、非期間（ＣＦＰ: Contention free period）と競合期間（ＣＰ: Contention period）が含まれる。ＣＰの間は、前述してきたＤＣＦに基づいて通信が行われ、ＰＣが送信権を制御するのはＣＦＰの間となる。ＰＣである基地局装置は、ＣＦＰの期間（ＣＦＰ Max duration）などが記載されたビーコンフレームをＰＣＦの通信に先立ちＢＳＳ内に報知する。なお、ＰＣＦの送信開始時に報知されるビーコンフレームの送信にはＰＩＦＳが用いられ、ＣＷを待たずに送信される。該ビーコンフレームを受信した端末装置は、該ビーコンフレームに記載されたＣＦＰの期間をＮＡＶに設定する。以降、ＮＡＶが経過する、もしくはＣＦＰの終了をＢＳＳ内に報知する信号（例えばＣＦ-endを含んだデータフレーム）が受信されるまでは、端末装置はＰＣより送信される送信権獲得をシグナリングする信号（例えばＣＦ-pollを含んだデータフレーム）を受信した場合のみ、送信権を獲得可能である。なお、ＣＦＰの期間内では、同一ＢＳＳ内でのパケットの衝突は発生しないから、各端末装置はＤＣＦで用いられるランダムバックオフ時間を取らない。

無線媒体は複数のリソースユニット（Resource unit：ＲＵ）に分割されることができる。図１は無線媒体の分割状態の１例を示す概要図である。例えば、リソース分割例１では、無線通信装置は無線媒体である周波数リソース（サブキャリア）を９個のＲＵに分割することができる。同様に、リソース分割例２では、無線通信装置は無線媒体であるサブキャリアを５個のＲＵに分割することができる。当然ながら、図１に示すリソース分割例はあくまで１例であり、例えば、複数のＲＵはそれぞれ異なるサブキャリア数によって構成されることも可能である。また、ＲＵとして分割される無線媒体には周波数リソースだけではなく空間リソースも含まれることができる。無線通信装置（例えばＡＰ）は、各ＲＵに異なる端末装置宛てのフレームを配置することで、複数の端末装置（例えば複数のＳＴＡ）に同時にフレームを送信することができる。ＡＰは、無線媒体の分割の状態を示す情報（Resource allocation information）を、共通制御情報として、自装置が送信するフレームのＰＨＹヘッダに記載することができる。更に、ＡＰは、各ＳＴＡ宛てのフレームが配置されたＲＵを示す情報（resource unit assignment information）を、固有制御情報として、自装置が送信するフレームのＰＨＹヘッダに記載することができる。

また、複数の端末装置（例えば複数のＳＴＡ）は、それぞれ割り当てられたＲＵにフレームを配置して送信することで、同時にフレームを送信することができる。複数のＳＴＡは、ＡＰから送信されるトリガ情報を含んだフレーム（Trigger frame：ＴＦ）を受信した後、所定の期間待機したのち、フレーム送信を行なうことができる。各ＳＴＡは、該ＴＦに記載の情報に基づいて自装置に割り当てられたＲＵを把握することができる。また、各ＳＴＡは、該ＴＦを基準としたランダムアクセスによりＲＵを獲得することができる。

ＡＰは、１つのＳＴＡに複数のＲＵを同時に割り当てることができる。該複数のＲＵは、連続するサブキャリアで構成されることも出来るし、不連続のサブキャリアで構成されることも出来る。ＡＰは、１つのＳＴＡに割り当てた複数のＲＵを用いて、１つのフレームを送信することが出来るし、複数のフレームをそれぞれ異なるＲＵに割り当てて送信することができる。該複数のフレームの少なくとも１つは、Resource allocation informationを送信する複数の端末装置に対する共通の制御情報を含むフレームであることができる。

１つのＳＴＡは、ＡＰより複数のＲＵを割り当てられることができる。ＳＴＡは、割り当てられた複数のＲＵを用いて、１つのフレームを送信することができる。また、ＳＴＡは割り当てられた複数のＲＵを用いて、複数のフレームをそれぞれ異なるＲＵに割り当てて送信することができる。該複数のフレームは、それぞれ異なるフレームタイプのフレームであることができる。

ＡＰは、１つのＳＴＡに複数のＡＩＤを割り当てることができる。ＡＰは、１つのＳＴＡに割り当てた複数のＡＩＤに対して、それぞれＲＵを割り当てることができる。ＡＰは、１つのＳＴＡに割り当てた複数のＡＩＤに対して、それぞれ割り当てたＲＵを用いて、それぞれ異なるフレームを送信することができる。該異なるフレームは、それぞれ異なるフレームタイプのフレームであることができる。

１つのＳＴＡは、ＡＰより複数のＡＩＤを割り当てられることができる。１つのＳＴＡは割り当てられた複数のＡＩＤに対して、それぞれＲＵを割り当てられることができる。１つのＳＴＡは、自装置に割り当てられた複数のＡＩＤにそれぞれ割り当てられたＲＵは、全て自装置に割り当てられたＲＵと認識し、該割り当てられた複数のＲＵを用いて、１つのフレームを送信することができる。また、１つのＳＴＡは、該割り当てられた複数のＲＵを用いて、複数のフレームを送信することができる。このとき、該複数のフレームには、それぞれ割り当てられたＲＵに関連付けられたＡＩＤを示す情報を記載して送信することができる。ＡＰは、１つのＳＴＡに割り当てた複数のＡＩＤに対して、それぞれ割り当てたＲＵを用いて、それぞれ異なるフレームを送信することができる。該異なるフレームは、異なるフレームタイプのフレームであることができる。

以下では、基地局装置、端末装置を総称して、無線通信装置もしくは通信装置とも呼称する。また、ある無線通信装置が別の無線通信装置と通信を行う際にやりとりされる情報をデータ（data）とも呼称する。つまり、無線通信装置は、基地局装置及び端末装置を含む。

無線通信装置は、ＰＰＤＵを送信する機能と受信する機能のいずれか、または両方を備える。図２は、無線通信装置が送信するＰＰＤＵの構成の一例を示した図である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応するＰＰＤＵはＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ及びＤａｔａフレーム（ＭＡＣ Ｆｒａｍｅ、ＭＡＣフレーム、ペイロード、データ部、データ、情報ビット等）を含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格に対応するＰＰＤＵはＬ－ＳＴＦ，Ｌ－ＬＴＦ，Ｌ－ＳＩＧ，ＨＴ－ＳＩＧ，ＨＴ－ＳＴＦ，ＨＴ－ＬＴＦ及びＤａｔａフレームを含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格に対応するＰＰＤＵはＬ－ＳＴＦ，Ｌ－ＬＴＦ，Ｌ－ＳＩＧ，ＶＨＴ－ＳＩＧ－Ａ，ＶＨＴ－ＳＴＦ，ＶＨＴ－ＬＴＦ，ＶＨＴ－ＳＩＧ－Ｂ及びＭＡＣフレームの一部あるいは全てを含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ標準におけるＰＰＤＵは、Ｌ－ＳＴＦ，Ｌ－ＬＴＦ，Ｌ－ＳＩＧ，Ｌ－ＳＩＧが時間的に繰り返されたＲＬ－ＳＩＧ，ＨＥ－ＳＩＧ－Ａ，ＨＥ－ＳＴＦ，ＨＥ－ＬＴＦ，ＨＥ－ＳＩＧ－Ｂ及びＤａｔａフレームの一部あるいは全てを含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅ標準で検討されているＰＰＤＵは、Ｌ－ＳＴＦ，Ｌ－ＬＴＦ，Ｌ－ＳＩＧ，ＲＬ－ＳＩＧ，Ｕ－ＳＩＧ，ＥＨＴ－ＳＩＧ，ＥＨＴ－ＳＴＦ，ＥＨＴ－ＬＴＦ及びＤａｔａフレームの一部あるいは全てを含んだ構成である。

図２中の点線で囲まれているＬ－ＳＴＦ，Ｌ－ＬＴＦ及びＬ－ＳＩＧはＩＥＥＥ８０２．１１規格において共通に用いられる構成である（以下では、Ｌ－ＳＴＦ，Ｌ－ＬＴＦ及びＬ－ＳＩＧをまとめてＬ－ヘッダとも呼称する）。例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃ規格に対応するＰＰＤＵ内のＬ－ヘッダを適切に受信することが可能である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃ規格に対応するＰＰＤＵを、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応するＰＰＤＵとみなして受信することができる。

ただし、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置はＬ－ヘッダの後に続く、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃ規格に対応するＰＰＤＵを復調することができないため、送信アドレス（ＴＡ：Transmitter Address）や受信アドレス（ＲＡ：Receiver Address）やＮＡＶの設定に用いられるＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに関する情報を復調することができない。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置が適切にＮＡＶを設定する（あるいは所定の期間受信動作を行う）ための方法として、ＩＥＥＥ８０２．１１は、Ｌ－ＳＩＧにＤｕｒａｔｉｏｎ情報を挿入する方法を規定している。Ｌ－ＳＩＧ内の伝送速度に関する情報（ＲＡＴＥ ｆｉｅｌｄ，Ｌ－ＲＡＴＥ ｆｉｅｌｄ，Ｌ－ＲＡＴＥ，Ｌ＿ＤＡＴＡＲＡＴＥ，Ｌ＿ＤＡＴＡＲＡＴＥ ｆｉｅｌｄ）、伝送期間に関する情報（ＬＥＮＧＴＨ ｆｉｅｌｄ，Ｌ－ＬＥＮＧＴＨ ｆｉｅｌｄ，Ｌ－ＬＥＮＧＴＨ）は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置が適切にＮＡＶを設定するために使用される。

図３は、Ｌ－ＳＩＧに挿入されるＤｕｒａｔｉｏｎ情報の方法の一例を示す図である。図３においては、一例としてＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格に対応するＰＰＤＵ構成を示しているが、ＰＰＤＵ構成はこれに限定されない。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格に対応のＰＰＤＵ構成及びＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格に対応するＰＰＤＵ構成でも良い。ＴＸＴＩＭＥは、ＰＰＤＵの長さに関する情報を備え、ａＰｒｅａｍｂｌｅＬｅｎｇｔｈは、プリアンブル（Ｌ－ＳＴＦ＋Ｌ－ＬＴＦ）の長さに関する情報を備え、ａＰＬＣＰＨｅａｄｅｒＬｅｎｇｔｈは、ＰＬＣＰヘッダ（Ｌ－ＳＩＧ）の長さに関する情報を備える。Ｌ＿ＬＥＮＧＴＨは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の互換性をとるために設定される仮想的な期間であるＳｉｇｎａｌ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ，Ｌ＿ＲＡＴＥに関連するＮ_ｏｐｓ，１シンボル（symbol，ＯＦＤＭ symbol等）の期間に関する情報であるａＳｙｍｂｏｌＬｅｎｇｔｈ，ＰＬＣＰ Ｓｅｒｖｉｃｅ ｆｉｅｌｄが含むビット数を示すａＰＬＣＰＳｅｒｖｉｃｅＬｅｎｇｔｈ，畳みこみ符号のテールビット数を示すａＰＬＣＰＣｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌＴａｉｌＬｅｎｇｔｈに基づいて算出される。無線通信装置は、Ｌ＿ＬＥＮＧＴＨを算出し、Ｌ－ＳＩＧに挿入することができる。また、無線通信装置は、Ｌ－ＳＩＧ Ｄｕｒａｔｉｏｎを算出することができる。Ｌ－ＳＩＧ Ｄｕｒａｔｉｏｎは、Ｌ＿ＬＥＮＧＴＨを含むＰＰＤＵと、その応答として宛先の無線通信装置より送信されることが期待されるＡＣＫとＳＩＦＳの期間を合計した期間に関する情報を示す。

図４は、Ｌ－ＳＩＧ ＴＸＯＰ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎにおける、Ｌ－ＳＩＧ Ｄｕｒａｔｉｏｎの一例を示した図である。ＤＡＴＡ（フレーム、ペイロード、データ等）は、ＭＡＣフレームとＰＬＣＰヘッダの一部または両方から構成される。また、ＢＡはＢｌｏｃｋ ＡＣＫ、またはＡＣＫである。ＰＰＤＵは、Ｌ－ＳＴＦ，Ｌ－ＬＴＦ，Ｌ－ＳＩＧを含み、さらにＤＡＴＡ，ＢＡ，ＲＴＳあるいはＣＴＳのいずれかまたはいずれか複数を含んで構成されることができる。図４に示す一例では、ＲＴＳ／ＣＴＳを用いたＬ－ＳＩＧ ＴＸＯＰ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎを示しているが、ＣＴＳ－ｔｏ－Ｓｅｌｆを用いても良い。ここで、ＭＡＣ Ｄｕｒａｔｉｏｎは、Ｄｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤ ｆｉｅｌｄの値によって示される期間である。また、ＩｎｉｔｉａｔｏｒはＬ－ＳＩＧ ＴＸＯＰ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ期間の終了を通知するためにＣＦ＿Ｅｎｄフレームを送信することができる。

続いて、無線通信装置が受信するフレームからＢＳＳを識別する方法について説明する。無線通信装置が、受信するフレームからＢＳＳを識別するためには、ＰＰＤＵを送信する無線通信装置が当該ＰＰＤＵにＢＳＳを識別するための情報（ＢＳＳ ｃｏｌｏｒ，ＢＳＳ識別情報、ＢＳＳに固有な値）を挿入することが好適であり、ＢＳＳ ｃｏｌｏｒを示す情報をＨＥ－ＳＩＧ－Ａに記載することが可能である。

無線通信装置は、Ｌ－ＳＩＧを複数回送信する（Ｌ－ＳＩＧ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）ことができる。例えば、受信側の無線通信装置は、複数回送信されるＬ－ＳＩＧをＭＲＣ（Maximum Ratio Combining）を用いて受信することで、Ｌ－ＳＩＧの復調精度が向上する。さらに無線通信装置は、ＭＲＣによりＬ－ＳＩＧを正しく受信完了した場合に、当該Ｌ－ＳＩＧを含むＰＰＤＵがＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格に対応するＰＰＤＵであると解釈することができる。

無線通信装置は、ＰＰＤＵの受信動作中も、当該ＰＰＤＵ以外のＰＰＤＵの一部（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１により規定されるプリアンブル、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、ＰＬＣＰヘッダ等）の受信動作を行うことができる（二重受信動作とも呼称する）。無線通信装置は、ＰＰＤＵの受信動作中に、当該ＰＰＤＵ以外のＰＰＤＵの一部を検出した場合に、宛先アドレスや、送信元アドレスや、ＰＰＤＵあるいはＤＡＴＡ期間に関する情報の一部または全部を更新することができる。

ＡＣＫ及びＢＡは、応答（応答フレーム）とも呼称されることができる。また、プローブ応答や、認証応答、接続応答を応答と呼称することができる。

図５は、本実施形態に係る無線通信システムの一例を示した図である。無線通信システム３－１は、無線通信装置１－１及び無線通信装置２－１～２－３を備えている。なお、無線通信装置１－１を基地局装置１－１とも呼称し、無線通信装置２－１～２－３を端末装置２－１～３とも呼称する。また、無線通信装置２－１～２－３および端末装置２－１～２－３を、無線通信装置１－１に接続されている装置として、無線通信装置２Ａおよび端末装置２Ａとも呼称する。無線通信装置１－１及び無線通信装置２Ａは、無線接続されており、お互いにＰＰＤＵの送受信を行うことができる状態にある。また、本実施形態に係る無線通信システムは、無線通信システム３－１の他に無線通信システム３－２を備えてもよい。無線通信システム３－２は、無線通信装置１－２及び無線通信装置２－４～６を備えている。なお、無線通信装置１－２を基地局装置１－２とも呼称し、無線通信装置２－４～６を端末装置２－４～６とも呼称する。また、また、無線通信装置２－４～６および端末装置２－４～６を、無線通信装置１－２に接続されている装置として、無線通信装置２Ｂおよび端末装置２Ｂとも呼称する。無線通信システム３－１、無線通信システム３－２は異なるＢＳＳを形成するが、これはＥＳＳ（Extended Service Set）が異なることを必ずしも意味していない。ＥＳＳは、ＬＡＮ（Local Area Network）を形成するサービスセットを示している。つまり、同じＥＳＳに属する無線通信装置は、上位層から同一のネットワークに属しているとみなされることができる。また、ＢＳＳはＤＳ（Distribution System）を介して結合されてＥＳＳを形成する。なお、無線通信システム３－１、３－２のそれぞれは、さらに複数の無線通信装置を備えることも可能である。

図５において、以下の説明においては、無線通信装置２Ａが送信する信号は、無線通信装置１－１および無線通信装置２Ｂには到達する一方で、無線通信装置１－２には到達しないものとする。つまり、無線通信装置２Ａがあるチャネルを使って信号を送信すると、無線通信装置１－１と、無線通信装置２Ｂは、当該チャネルをビジー状態と判断する一方で、無線通信装置１－２は、当該チャネルをアイドル状態と判断する。また、無線通信装置２Ｂが送信する信号は、無線送信装置１－２および無線通信装置２Ａには到達する一方で、無線通信装置１－１には到達しないものとする。つまり、無線通信装置２Ｂがあるチャネルを使って信号を送信すると、無線通信装置１－２と、無線通信装置２Ａは、当該チャネルをビジー状態と判断する一方で、無線通信装置１－１は、当該チャネルをアイドル状態と判断する。

図６は、無線通信装置１－１、１－２、２Ａ及び２Ｂ（以下では、まとめて無線通信装置１０－１もしくはステーション装置１０－１もしくは単にステーション装置とも呼称）の装置構成の一例を示した図である。無線通信装置１０－１は、上位層部（上位層処理ステップ）１０００１－１と、自律分散制御部（自律分散制御ステップ）１０００２－１と、送信部（送信ステップ）１０００３－１と、受信部（受信ステップ）１０００４－１と、アンテナ部１０００５－１と、を含んだ構成である。

上位層部１０００１－１は、他のネットワークと接続され、自律分散制御部１０００２－１にトラフィックに関する情報を通知することができる。トラフィックに関する情報とは、例えば、ビーコンなどのマネジメントフレームに含まれる制御情報であってもよいし、自無線通信装置宛てに他の無線通信装置が報告する測定情報であってもよい。さらには、宛先を限定せず（自装置宛であってもよいし、他装置宛であってもよいし、ブロードキャスト、マルチキャストでもよい）、マネジメントフレームやコントロールフレームに含まれる制御情報であってもよい。

図７は、自律分散制御部１０００２－１の装置構成の一例を示した図である。制御部１０００２－１は、ＣＣＡ部（ＣＣＡステップ）１０００２ａ－１と、バックオフ部（バックオフステップ）１０００２ｂ－１と、送信判断部（送信判断ステップ）１０００２ｃ－１とを含んだ構成である。

ＣＣＡ部１０００２ａ－１は、受信部１０００４－１から通知される、無線リソースを介して受信する受信信号電力に関する情報と、受信信号に関する情報（復号後の情報を含む）のいずれか一方、または両方を用いて、当該無線リソースの状態判断（ｂｕｓｙまたはｉｄｌｅの判断を含む）を行うことができる。ＣＣＡ部１０００２ａ－１は、当該無線リソースの状態判断情報を、バックオフ部１０００２ｂ－１及び送信判断部１０００２ｃ－１に通知することができる。

バックオフ部１０００２ｂ－１は、無線リソースの状態判断情報を用いて、バックオフを行うことができる。バックオフ部１０００２ｂ－１は、ＣＷを生成し、カウントダウン機能を有する。例えば、無線リソースの状態判断情報がｉｄｌｅを示す場合に、ＣＷのカウントダウンを実行し、無線リソースの状態判断情報がｂｕｓｙを示す場合に、ＣＷのカウントダウンを停止することができる。バックオフ部１０００２ｂ－１は、ＣＷの値を送信判断部１０００２ｃ－１に通知することができる。

送信判断部１０００２ｃ－１は、無線リソースの状態判断情報、またはＣＷの値のいずれか一方、あるいは両方を用いて送信判断を行う。例えば、無線リソースの状態判断情報がｉｄｌｅを示し、ＣＷの値が０の時に送信判断情報を送信部１０００３－１に通知することができる。また、無線リソースの状態判断情報がｉｄｌｅを示す場合に送信判断情報を送信部１０００３－１に通知することができる。

送信部１０００３－１は、物理層フレーム生成部（物理層フレーム生成ステップ）１０００３ａ－１と、無線送信部（無線送信ステップ）１０００３ｂ－１とを含んだ構成である。物理層フレーム生成部１０００３ａ－１は、送信判断部１０００２ｃ－１から通知される送信判断情報に基づき、物理層フレーム（以下、ＰＰＤＵとも呼称する）を生成する機能を有する。物理層フレーム生成部１０００３ａ－１は、上位層から送られる送信フレームに対して誤り訂正符号化、変調、プレコーディングフィルタ乗算等を施す。物理層フレーム生成部１０００３ａ－１は、生成した物理層フレームを無線送信部１０００３ｂ－１に通知する。

物理層フレーム生成部１０００３ａ－１が生成するフレームには、制御情報が含まれる。該制御情報には、各無線通信装置宛てのデータが、どのＲＵ（ここでＲＵには周波数リソースと空間リソースの両方を含む）に配置されているかを示す情報が含まれる。また、物理層フレーム生成部１０００３ａ－１が生成するフレームには、宛先端末である無線通信装置にフレーム送信を指示するトリガーフレームが含まれる。該トリガーフレームには、フレーム送信を指示された無線通信装置がフレームを送信する際に用いるＲＵを示す情報が含まれている。

無線送信部１０００３ｂ－１は、物理層フレーム生成部１０００３ａ－１が生成する物理層フレームを、無線周波数（ＲＦ: Radio Frequency）帯の信号に変換し、無線周波数信号を生成する。無線送信部１０００３ｂ－１が行う処理には、デジタル・アナログ変換、フィルタリング、ベースバンド帯からＲＦ帯への周波数変換等が含まれる。

受信部１０００４－１は、無線受信部（無線受信ステップ）１０００４ａ－１と、信号復調部（信号復調ステップ）１０００４ｂ－１を含んだ構成である。受信部１０００４－１は、アンテナ部１０００５－１が受信するＲＦ帯の信号から受信信号電力に関する情報を生成する。受信部１０００４－１は、受信信号電力に関する情報と、受信信号に関する情報をＣＣＡ部１０００２ａ－１に通知することができる。

無線受信部１０００４ａ－１は、アンテナ部１０００５－１が受信するＲＦ帯の信号をベースバンド信号に変換し、物理層信号（例えば、物理層フレーム）を生成する機能を有する。無線受信部１０００４ａ－１が行う処理には、ＲＦ帯からベースバンド帯への周波数変換処理、フィルタリング、アナログ・デジタル変換が含まれる。

信号復調部１０００４ｂ－１は、無線受信部１０００４ａ－１が生成する物理層信号を復調する機能を有する。信号復調部１０００４ｂ－１が行う処理には、チャネル等化、デマッピング、誤り訂正復号化等が含まれる。信号復調部１０００４ｂ－１は、物理層信号から、例えば、物理層ヘッダが含む情報と、ＭＡＣヘッダが含む情報と、送信フレームが含む情報とを取り出すことができる。信号復調部１０００４ｂ－１は、取り出した情報を上位層部１０００１－１に通知することができる。なお、信号復調部１０００４ｂ－１は、物理層ヘッダが含む情報と、ＭＡＣヘッダが含む情報と、送信フレームが含む情報のいずれか、あるいは全てを取り出すことができる。

アンテナ部１０００５－１は、無線送信部１０００３ｂ－１が生成する無線周波数信号を、無線空間に送信する機能を有する。また、アンテナ部１０００５－１は、無線周波数信号を受信し、無線受信部１０００４ａ－１に渡す機能を有する。

無線通信装置１０－１は、送信するフレームのＰＨＹヘッダやＭＡＣヘッダに、自無線通信装置が無線媒体を利用する期間を示す情報を記載することにより、自無線通信装置周辺の無線通信装置に当該期間だけＮＡＶを設定させることができる。例えば、無線通信装置１０－１は送信するフレームのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドまたはＬｅｎｇｔｈフィールドに当該期間を示す情報を記載することができる。自無線通信装置周辺の無線通信装置に設定されたＮＡＶ期間を、無線通信装置１０－１が獲得したＴＸＯＰ期間（もしくは単にＴＸＯＰ）と呼ぶこととする。そして、該ＴＸＯＰを獲得した無線通信装置１０－１を、ＴＸＯＰ獲得者（ＴＸＯＰ holder、ＴＸＯＰホルダー）と呼ぶ。無線通信装置１０－１がＴＸＯＰを獲得するために送信するフレームのフレームタイプは何かに限定されるものではなく、コントロールフレーム（例えばＲＴＳフレームやＣＴＳ－ｔｏ－ｓｅｌｆフレーム）でも良いし、データフレームでも良い。

ＴＸＯＰホルダーである無線通信装置１０－１は、該ＴＸＯＰの間で、自無線通信装置以外の無線通信装置に対して、フレームを送信することができる。無線通信装置１－１がＴＸＯＰホルダーであった場合、該ＴＸＯＰの期間内で、無線通信装置１－１は無線通信装置２Ａに対してフレームを送信することができる。また、無線通信装置１－１は、該ＴＸＯＰ期間内で、無線通信装置２Ａに対して、無線通信装置１－１宛てのフレーム送信を指示することができる。無線通信装置１－１は、該ＴＸＯＰ期間内で、無線通信装置２Ａに対して、無線通信装置１－１宛てのフレーム送信を指示する情報を含むトリガーフレームを送信することができる。

無線通信装置１－１は、フレーム送信を行なう可能性のある全通信帯域（例えばOperation bandwidth)に対してＴＸＯＰを確保してもよいし、実際にフレームを送信する通信帯域（例えばTransmission bandwidth）等の特定の通信帯域（Band）に対して確保してもよい。

無線通信装置１－１が獲得したＴＸＯＰの期間内でフレーム送信の指示を行なう無線通信装置は、必ずしも自無線通信装置に接続されている無線通信装置には限定されない。例えば、無線通信装置は、自無線通信装置の周辺にいる無線通信装置にＲｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎフレームなどのマネジメントフレームや、ＲＴＳ／ＣＴＳフレーム等のコントロールフレームを送信させるために、自無線通信装置に接続されていない無線通信装置に、フレームの送信を指示することができる。

さらに、ＤＣＦとは異なるデータ伝送方法であるＥＤＣＡにおけるＴＸＯＰについても説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１e規格はＥＤＣＡに関わるもので、映像伝送やＶｏＩＰなどの各種サービスのためのＱｏＳ（Quality of Service）保証の観点からＴＸＯＰについて規定されている。サービスは大きくは、ＶＯ（VOice），ＶＩ（VIdeo），ＢＥ（Best Effort），ＢＫ（BacK ground）の４つのアクセスカテゴリに分類されている。一般的には、優先度の高い方からＶＯ，ＶＩ，ＢＥ，ＢＫの順番である。それぞれのアクセスカテゴリでは、ＣＷの最小値ＣＷｍｉｎ，最大値ＣＷｍａｘ，ＩＦＳの一種であるＡＩＦＳ（Arbitration ＩＦＳ），送信機会の上限値であるＴＸＯＰ limitのパラメータがあり、優先度の高低差をつけるように値が設定される。例えば、音声伝送を目的とした優先度の一番高いＶＯのＣＷｍｉｎ，ＣＷｍａｘ，ＡＩＦＳは、他のアクセスカテゴリに比較して相対的に小さい値を設定することで、他のアクセスカテゴリに優先したデータ伝送が可能となる。例えば、映像伝送のため送信データ量が比較的大きくなるＶＩでは、ＴＸＯＰ limitを大きく設定することで、他のアクセスカテゴリよりも送信機会を長くとることが可能となる。このように、各種サービスに応じたＱｏＳ保証を目的として、各アクセスカテゴリの４つのパラメータの値が調整される。

以下の実施形態では、無線通信装置１－１（基地局装置１－１）が送信し、無線通信装置２－１（端末装置２－１）が受信する場合を説明するが、本発明はこれに限らず、無線通信装置２－１（端末装置２－１）が送信し、無線通信装置１－１（基地局装置１－１）が受信する場合も含まれる。なお、無線通信装置１－１及び無線通信装置２－１の装置構成は、特に断らない限り、図６、図７を用いて説明した装置構成例と同様である。

本実施形態に係る無線通信装置１－１の上位層部１０００１－１は、ＭＡＣレイヤに転送された情報ビット系列から１つのＭＰＤＵもしくは２つ以上のＭＰＤＵを集約したＭＡＣレイヤのペイロードであるＡ－ＭＰＤＵを、送信部１０００３－１へと転送する。また、１つのＭＰＤＵはＡＣＫを判断する単位とする。

本実施形態に係る無線通信装置１－１の物理層フレーム生成部１０００３ａ－１は、まず上位層部１０００１－１が転送したＡ－ＭＰＤＵからＰＨＹレイヤのペイロードであるＰＳＤＵを生成する。ＰＳＤＵはＰＨＹヘッダを付与され、送信フレームのＰＰＤＵを生成する。当該ＰＨＹヘッダは、同期検出のためのＰＬＣＰプリアンブル、受信信号強度に応じて変調符号化方式（Modulation and Coding Scheme）を定めるためのＰＬＣＰヘッダ、上位層部１０００１－１のＭＡＣレイヤが通知する制御情報、そして当該制御情報にＭＰＤＵ長の情報フィールドが付加されている場合に、当該各々の情報フィールドに対応した誤り訂正符号化を施す所定の情報ビット長（符号化ブロック長）の情報フィールドを含む。なお、当該上位層部１０００１－１のＭＡＣレイヤがＭＰＤＵのアグリゲーションを設定しない場合、当該ＰＨＹヘッダは、当該所定の情報ビット長を情報フィールドに格納してもよい。

アプリケーションの実現のためには、正しく受信されたビットから算出されるビットスループットの向上に加え、アプリケーションの要求条件を満足して受信されたパケット（フレーム、スロット、ブロック、ビット群）から算出されるスループットの向上が重要となる。アプリケーションから要求される条件は様々なものがあるが、送信側と受信側でデータを往復させるために最低限必要なラウンドトリップ時間、平均ビットレート(例えば10秒当たりのビットレート)、瞬時(例えば500ミリ秒当たり)のビットレート、瞬断時間(データが途絶える最大時間)などで規定されてもよい。

アプリケーションとして、一例として、ストリーミング等のリアルタイムで伝送が必要な映像伝送を考慮する。映像データは、一般に複数のパケットに分割されて送信される。映像データを分割した後の１つのパケットをＱｏＳパケット（映像パケット、アプリケーションパケット）とも呼ぶ。ＱｏＳパケットは、アプリケーションと関連付けられたパケットである。映像を途切れずに視聴するためには、要求条件を満足してＱｏＳパケットを受信し続けることが要求される。なお、要求条件を満足し受信されたＱｏＳパケットから算出するスループットをＱｏＳスループット（映像スループット、アプリケーションスループット）とも呼ぶ。

映像伝送が要求条件を満足して実施されているか否かを判断可能にするため、送信装置がＱｏＳスループットを把握することが望ましい。以降の説明では、ＡＰを送信装置、ＳＴＡを受信装置として説明するが、本発明はこれに限らず、ＳＴＡが送信装置でＡＰが受信装置の場合も本発明に含まれる。ＡＰがＱｏＳスループットを算出する場合、ＳＴＡからＱｏＳスループットに関するＡＣＫを用いて算出することができる。なお、ＳＴＡが要求条件を満足して正しくＱｏＳパケットを受信したことを示すために、ＡＰに報告する信号（フレーム、情報）を、ＱｏＳ ＡＣＫ（映像ＡＣＫ、アプリケーションＡＣＫ）とも呼ぶ。なお、ＱｏＳ ＡＣＫと区別するため、正しくＭＰＤＵを受信できたことを示すＡＣＫをビットＡＣＫとも呼ぶ。

ＱｏＳパケットで運ばれるビット数（ＱｏＳパケットサイズ）は、瞬時の映像内容、映像データレート、映像パケットの許容遅延時間等によって変化する。そのため、ＱｏＳパケットサイズはアプリケーションの種類や映像品質によって大きく変わる可能性がある。

例えば、ＱｏＳパケットサイズがＡ－ＭＰＤＵサイズと同じか小さい場合、ビットＡＣＫを判断するタイミングで、ＱｏＳ ＡＣＫが判断される。この場合、端末装置は、１つのＭＰＤＵに対して、ビットＡＣＫ、及びＱｏＳ ＡＣＫを送信する。なお、ＱｏＳ ＡＣＫは、複数のＱｏＳパケットに対するＱｏＳ ＡＣＫであるＱｏＳ ＢＡ （Ｂｌｏｃｋ ＡＣＫ）も含まれる。

ＱｏＳパケットサイズがＡ－ＭＰＤＵサイズよりも大きい場合、ビットＡＣＫを判断するタイミングでＱｏＳ ＡＣＫは判断できないため、端末装置は、ビットＡＣＫとは異なるタイミングでＱｏＳ ＡＣＫを送信する。例えば、ＱｏＳパケットの最後のビットがあるＡ－ＭＰＤＵに含まれる場合、端末装置は、ＱｏＳパケットを全て受信したタイミングから、直近のビットＡＣＫ送信タイミングでＱｏＳ ＡＣＫを送信することができる。

なお、ＱｏＳ ＡＣＫの送信タイミングは、ビットＡＣＫの送信タイミングと異なっていても良い。例えば、基地局装置がＱｏＳ ＡＣＫの送信周期を指示した場合、端末装置は、ＱｏＳパケットの受信タイミング関わらず、基地局装置から指示された周期でＱｏＳ ＡＣＫを送信する。なお、基地局装置から指示されたＱｏＳ ＡＣＫの送信周期内で複数のＱｏＳパケットが送信される場合、端末装置は、ＱｏＳ ＢＡ又はＱｏＳパケットの誤り率であるＱｏＳ ＢＬＥＲ（ＢＬｏｃｋ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を送信しても良い。

ＱｏＳ ＡＣＫを判断するためには、端末装置はＱｏＳパケットサイズ、及びＱｏＳパケットに含まれるビットの情報が必要になる。ＱｏＳパケットサイズは基地局装置から端末装置に制御情報で指示される。ＱｏＳパケットに含まれるビットは、基地局装置がＡ－ＭＰＤＵ内でＱｏＳパケットに該当するビットを端末装置に指示することも可能であるが、情報量削減のため予め決めることも可能である。例えば、ＱｏＳパケットはＡ－ＭＰＤＵの先頭ビットから始まり、ＱｏＳパケットサイズとなるまで連続してＡ－ＭＰＤＵで送信される。つまり、端末装置は、ＱｏＳパケットの先頭ビットが含まれるＡ－ＭＰＤＵとＱｏＳパケットサイズを制御情報として受信し、ＱｏＳ ＡＣＫを判断することができる。なお、基地局装置は、ＱｏＳパケットの先頭ビットの位置を指示することも可能である。この場合、ＱｏＳパケットの先頭ビットがＡ－ＭＰＤＵの何ビット目かを示す情報が基地局装置から端末装置に指示される。

ＱｏＳ ＡＣＫを送信する場合、基地局装置から端末装置に設定情報が送信される。設定情報には、ＱｏＳ ＡＣＫ送信周期、及び／又は、ＱｏＳ情報が含まれる。ＱｏＳ情報は、ＱｏＳが示すビットレート、遅延時間、ジッタの一部又は全部であり、端末装置はＱｏＳ情報に含まれる値を満足してＱｏＳパケットを受信した場合、ＱｏＳ ＡＣＫを判断できる。端末装置で上記のＱｏＳ情報に含まれる値の達成度を示す複数レベルからなる指標をＱｏＳ ＡＣＫとして送信してもよい。例えば許容遅延時間に対してどの程度の遅延時間で正しく受信できたか、どの程度のジッタで受信できているか等を示す指標をＱｏＳ ＡＣＫとして送信してもよい。

ＱｏＳスループットを受信側である端末装置が算出する場合、端末装置は、ＱｏＳスループット又はＱｏＳ ＢＬＥＲを基地局装置に報告する。報告するタイミングは、周期的に報告してもよいし、ＡＰからのトリガに基づいて報告しても良い。ＱｏＳでラウンドトリップ時間や、瞬時スループットなどの時間単位が設定される場合、このＱｏＳの設定に基づいた報告周期を設定しても良い。例えば、瞬時スループットで１０ミリ秒当たりのスループットが規定される場合、報告周期を１０ミリ秒としてもよい。

本発明に係る通信装置は、国や地域からの使用許可を必要としない、いわゆるアンライセンスバンド（unlicensed band）と呼ばれる周波数バンド（周波数スペクトラム）において通信を行うことができるが、使用可能な周波数バンドはこれに限定されない。本発明に係る通信装置は、例えば、国や地域から特定サービスへの使用許可が与えられているにも関わらず、周波数間の混信を防ぐ等の目的により、実際には使われていないホワイトバンドと呼ばれる周波数バンド（例えば、テレビ放送用として割り当てられたものの、地域によっては使われていない周波数バンド）や、複数の事業者で共用することが見込まれる共用スペクトラム（共用周波数バンド）においても、その効果を発揮することが可能である。

本発明に係る無線通信装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、ＤＶＤ，ＭＯ，ＭＤ，ＣＤ，ＢＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。

また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における通信装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。通信装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。各機能ブロックを集積回路化した場合に、それらを制御する集積回路制御部が付加される。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。

なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本願発明の無線通信装置は、移動局装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用出来ることは言うまでもない。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。

本発明は、通信装置、および通信方法に用いて好適である。

１－１、１－２、２－１～６、２Ａ、２Ｂ 無線通信装置
３－１、３－２ 管理範囲
１０－１ 無線通信装置
１０００１－１ 上位層部
１０００２－１ 制御部
１０００２ａ－１ ＣＣＡ部
１０００２ｂ－１ バックオフ部
１０００２ｃ－１ 送信判断部
１０００３－１ 送信部
１０００３ａ－１ 物理層フレーム生成部
１０００３ｂ－１ 無線送信部
１０００４－１ 受信部
１０００４ａ－１ 無線受信部
１０００４ｂ－１ 信号復調部
１０００５－１ アンテナ部

Claims (10)

1. 送信部、及び受信部を備え、
   前記送信部は、
   設定情報、及びＱｏＳ（Quality of Service）パケットを送信し、
   前記設定情報は、ＱｏＳパケットサイズ、及びＱｏＳパケットが満足すべき要求条件であるＱｏＳ情報を含み、
   前記受信部は、
   前記ＱｏＳ情報で示される要求条件を満足して前記ＱｏＳパケットを受信したことを示すＱｏＳ ＡＣＫを受信する、
   通信装置。
2. 前記送信部は、１又は複数のＭＰＤＵ（MAC Protocol Data Unit）から構成されるＡ－ＭＰＤＵ（Aggregation MPDU）を送信し、
   前記受信部は、前記Ａ－ＭＰＤＵで送信されるビットが正しく受信されたことを示すＡＣＫを受信し、
   前記ＱｏＳパケットは１又は複数の前記Ａ－ＭＰＤＵに含まれる、
   請求項１の通信装置。
3. 複数の前記ＱｏＳパケットが１つのＡ－ＭＰＤＵに含まれる場合、
   前記複数のＱｏＳパケットの各々に対するＱｏＳ ＡＣＫを示すＱｏＳブロックＡＣＫを受信する、
   請求項２に記載の通信装置。
4. 前記複数のＱｏＳパケットが複数のＡ－ＭＰＤＵに含まれる場合、
   前記ＱｏＳパケットを全て送信したタイミングから、最初に受信する前記ＭＰＤＵに対するＡＣＫと同じタイミングで前記ＱｏＳ ＡＣＫを受信する、
   請求項２に記載の通信装置。
5. 受信部、及び送信部を備え、
   前記受信部は、
   設定情報、及びＱｏＳ（Quality of Service）パケットを受信し、
   前記設定情報は、ＱｏＳパケットサイズ、及びＱｏＳパケットが満足すべき要求条件であるＱｏＳ情報を含み、
   前記送信部は、
   前記ＱｏＳ情報で示される要求条件を満足して前記ＱｏＳパケットを受信したことを示すＱｏＳ ＡＣＫを送信する、
   通信装置。
6. 前記受信部は、１又は複数のＭＰＤＵ（MAC Protocol Data Unit）から構成されるＡ－ＭＰＤＵ（Aggregation MPDU）を受信し、
   前記送信部は、前記Ａ－ＭＰＤＵで送信されるビットが正しく受信されたことを示すＡＣＫを送信し、
   前記ＱｏＳパケットは１又は複数の前記Ａ－ＭＰＤＵに含まれる、
   請求項５の通信装置。
7. 複数の前記ＱｏＳパケットが１つのＡ－ＭＰＤＵに含まれる場合、
   前記複数のＱｏＳパケットの各々に対するＱｏＳ ＡＣＫを示すＱｏＳブロックＡＣＫを送信する、
   請求項６に記載の通信装置。
8. 前記複数のＱｏＳパケットが複数のＡ－ＭＰＤＵに含まれる場合、
   前記ＱｏＳパケットを全て送信したタイミングから、最初に受信する前記ＭＰＤＵに対するＡＣＫと同じタイミングで前記ＱｏＳ ＡＣＫを送信する、
   請求項６に記載の通信装置。
9. 通信方法であって、
   送信ステップ、及び受信ステップを備え、
   前記送信ステップは、
   設定情報、及びＱｏＳ（Quality of Service）パケットを送信し、
   前記設定情報は、ＱｏＳパケットサイズ、及びＱｏＳパケットが満足すべき要求条件であるＱｏＳ情報を含み、
   前記受信ステップは、
   前記ＱｏＳ情報で示される要求条件を満足して前記ＱｏＳパケットを受信したことを示すＱｏＳ ＡＣＫを受信する、
   通信方法。
10. 受信ステップ、及び送信ステップを備え、
    前記受信ステップは、
    設定情報、及びＱｏＳ（Quality of Service）パケットを受信し、
    前記設定情報は、ＱｏＳパケットサイズ、及びＱｏＳパケットが満足すべき要求条件であるＱｏＳ情報を含み、
    前記送信ステップは、
    前記ＱｏＳ情報で示される要求条件を満足して前記ＱｏＳパケットを受信したことを示すＱｏＳ ＡＣＫを送信する、
    通信方法。

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