JP2024038809A - 通信装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】マルチリンク通信におけるより効率の高い通信を実現する。【解決手段】IEEE802.11規格シリーズに準拠したマルチリンク通信が可能な通信装置は、他の通信装置との間に確立した複数の無線リンクから、所定タイプの無線フレームの送信が可能なリンクであって、IEEE802.11規格シリーズに準拠したプライマリリンクを決定する決定手段を有する。決定手段は、複数の無線リンクに対応する複数の周波数チャネルに関する第1の条件と、複数の無線リンクにおける電波状況に関する第2の条件と、の少なくとも1つに基づいて、プライマリリンクを決定する。【選択図】図5
Description
本発明は、無線通信における接続制御に関するものである。
無線LAN(ローカルエリアネットワーク)の主要な通信規格として、IEEE(米国電気電子学会)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。IEEE802.11axでは、通信速度を向上させるため、OFDMA(直交周波数多元接続)と呼ばれる技術を用いることにより、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ている(特許文献1)。さら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、現在はIEEE802.11be規格(以降11be規格と表記)の策定が進められている。
11be規格では、1台のAP(アクセスポイント)装置と1台のSTA(ステーション)装置との間で複数の周波数チャネルを用いる複数の無線リンクを確立して通信を行うマルチリンク通信が検討されている。マルチリンク通信に対応したAP装置やSTA装置は、それぞれ、AP_MLD(マルチリンクデバイス)、non-AP_MLDと呼ばれる。ここで、non-AP_MLDはSTA_MLDと呼んでもよい。
ところで、マルチリンク通信においては、無線通信機器のハードウェア上の制約等を考慮したNSTR(非同時送受信)動作についても検討されている。NSTR動作においては、所定のリンクのペアにおいて、一方のリンクでの送信動作と他方のリンクでの受信動作とを同時に行うことが出来ない。NSTR動作を行うAPやSTAは、それぞれ、NSTR_AP_MLD、NSTR_STA_MLDと呼ばれる。特に、例えばバッテリー電源で動作するデバイス(IoT機器など)がAP_MLDとして動作する場合は「NSTR_mobile_AP_MLD」と呼ばれる。
NSTR_mobile_AP_MLDの場合、NSTR動作となるNSTRリンクペアに含まれる一方のリンクをプライマリリンクとして選択する必要がある。BeaconフレームやProbe_Responseフレーム、グループ指定データフレームなどの所定タイプの無線フレームの送信はプライマリリンクのみで行なわれる。また、データ送信においては、プライマリリンクで送信が可能なタイミングでのみ、非プライマリリンクで送信を行うことが可能である。このような制約が存在するため、マルチリンク通信において効率の高い通信を行うためには、より適切なリンクをプライマリリンクに選択することが重要である。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、マルチリンク通信におけるより効率の高い通信を可能とする技術を提供することを目的としている。
上述の問題点を解決するため、本発明に係る通信装置は以下の構成を備える。すなわち、IEEE802.11規格シリーズに準拠したマルチリンク通信が可能な通信装置は、
他の通信装置との間に確立した複数の無線リンクから、所定タイプの無線フレームの送信が可能なリンクであって、IEEE802.11規格シリーズに準拠したプライマリリンクを決定する決定手段を有し、
前記決定手段は、前記複数の無線リンクに対応する複数の周波数チャネルに関する第1の条件と、前記複数の無線リンクにおける電波状況に関する第2の条件と、の少なくとも1つに基づいて、前記プライマリリンクを決定する。
他の通信装置との間に確立した複数の無線リンクから、所定タイプの無線フレームの送信が可能なリンクであって、IEEE802.11規格シリーズに準拠したプライマリリンクを決定する決定手段を有し、
前記決定手段は、前記複数の無線リンクに対応する複数の周波数チャネルに関する第1の条件と、前記複数の無線リンクにおける電波状況に関する第2の条件と、の少なくとも1つに基づいて、前記プライマリリンクを決定する。
本発明によれば、マルチリンク通信におけるより効率の高い通信を可能とする技術を提供することができる。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、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はない。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。
(第1実施形態)
本発明に係る通信装置の第1実施形態として、IEEE802.11be(D2.0)規格に準拠した通信装置であるAP_MLD101を例に挙げて以下に説明する。
本発明に係る通信装置の第1実施形態として、IEEE802.11be(D2.0)規格に準拠した通信装置であるAP_MLD101を例に挙げて以下に説明する。
<システム構成および装置構成>
図1は、システムの全体構成を示す図である。図1では、説明を簡単にするために、1つのアクセスポイントマルチリンクデバイス(AP_MLD)101および1つの非アクセスポイントマルチリンクデバイス(non-AP_MLD)102が示されている。AP_MLD101が形成するネットワーク範囲が領域100で示されている。non-AP_MLD102は、AP_MLD101が送受信する信号を送受信することができる。
図1は、システムの全体構成を示す図である。図1では、説明を簡単にするために、1つのアクセスポイントマルチリンクデバイス(AP_MLD)101および1つの非アクセスポイントマルチリンクデバイス(non-AP_MLD)102が示されている。AP_MLD101が形成するネットワーク範囲が領域100で示されている。non-AP_MLD102は、AP_MLD101が送受信する信号を送受信することができる。
non-AP_MLD102はAP_MLD101が構成するネットワークに参加する通信装置であり、AP_MLD101とnon-AP_MLD102は11be規格(EHT規格とも呼ばれる)に準拠した無線通信を実行することができる。EHTは、Extremely High Throughputの略である。
各通信装置は、11be規格でサポートされる周波数バンド(2.4GHz帯、5GHz帯、および6GHz帯)において通信することができる。ただし、例えば60GHz帯のような他の周波数バンドをさらに使用してもよい。また、AP_MLD101、non-AP_MLD102は、使用する帯域幅として、20GHz幅、40MHz幅、80MHz幅、160MHz幅、および320MHz幅を使用して通信することができる。ただし、例えば240MHz幅、4MHz幅のような他の帯域幅を使用してもよい。
なお、AP_MLD101、non-AP_MLD102は、11be規格に対応するとしたが、これに加えて、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、AP_MLD101、non-AP_MLD102はIEEE802.11a/b/g/n/ac/ax規格の少なくともいず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、UWBはUltra Wide Bandの略であり、MBOAはMulti Band OFDM Alliance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。
AP_MLD101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、これらに限定されない。またAP_MLD101は、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、non-AP_MLD102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、ヘッドセットなどが挙げられるが、これらに限定されない。また、non-AP_MLD102は、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。
AP_MLD101およびnon-AP_MLD102は、複数の周波数チャネルを介してリンクを確立し、11be規格に準拠したマルチリンク通信を実行することが出来る。マルチリンク通信を実行するAPはAP_MLDともいう。
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。例えば、2.4GHz帯、5GHz帯、6GHz帯、60GHz帯のそれぞれにおいて複数の周波数チャネルが定義されている。なお、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の帯域幅が40MHz以上とすることもできる。
例えば、AP_MLD101はnon-AP_MLD102と5GHz帯の第一の周波数チャネルを介したリンク103を確立し通信することができる。これと並行して、AP_MLD101はnon-AP_MLD102と6GHz帯の第2の周波数チャネルを介したリンク104を確立し通信することができる。この場合に、non-AP_MLD102は、リンク103とリンク104を維持するマルチリンク通信を実行する。このようにAP_MLD101は複数の周波数チャネルを介したリンクをnon-AP_MLD102と確立することで、non-AP_MLD102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。
なお、マルチリンク通信においては、周波数バンドの異なるリンクを複数確立してもよいし、同じ周波数バンドに含まれる複数の異なるチャネルを介してリンクを複数確立してもよい。例えば、AP_MLD101とnon-AP_MLD102とは5GHz帯におけるリンク103と6GHz帯におけるリンク104に加えて、2.4GHz帯における第3のリンクを確立するようにしてもよい。あるいは、6GHz帯における15chを第1のリンクとして、これに加えて6GHz帯における207chを第2のリンクとして確立するようにしてもよい。
さらに、周波数バンドが同じリンクと異なるリンクとが混在していてもよい。例えば、AP_MLD101とnon-AP_MLD102は、5GHz帯における36chのリンク103に加えて、5GHz帯における149chのリンクと、6GHz帯における15chのリンクを確立してもよい。AP_MLD101とnon-AP_MLD102とが周波数の異なる複数の無線リンクを確立することにより、あるリンクの帯域が混雑している場合であっても、他のリンクで通信を実行することができる。そのため、通信におけるスループットの低下や通信遅延を防ぐことができる。
なお、各リンクにはリンクを構築するネットワークごとにリンクIDが割り当てられる。例えば、AP_MLD101が周波数バンドの異なる複数のネットワークを構築する場合を考える。non-AP_MLD102がAP_MLD101との間で確立した5GHz帯のリンクをリンク103とすると、このリンクには共通のリンクID=1が割り当てられる。同様に、non-AP_MLD102がAP_MLD101との間で確立した6GHz帯のリンクをリンク104とすると、このリンクには共通のリンクID=2が割り当てられる。この値は一例であり、別の値がそれぞれ割り当てられてもよいし、構築したリンクやnon-AP_MLD(STA)ごとにリンクIDを割り当ててもよい。
なお、本実施形態ではAP_MLD101にはハードウェア上の制約があり、NSTR_mobile_AP_MLDであるものとする。また、リンク103とリンク104のペアは、NSTR動作となるNSTR(非同時送受信)リンクペアである。すなわち、リンク103でデータを送信しながら同時にリンク104でデータを受信することはできないものとする。また、BeaconフレームやProbe_Responseフレーム、グループ指定データフレームなどの所定タイプの無線フレームの送信はIEEE802.11規格シリーズに準拠したプライマリリンクのみで行なわれる。ここでプライマリリンクという名称はこれに限定されず、上記フレームを送信するリンクであり、IEEE802.11規格シリーズに準拠したリンクであれば名称は何でもよい。また、データ送信においては、プライマリリンクで送信が可能なタイミングでのみ、非プライマリリンクで送信を行うことが可能である。そのため、非プライマリリンクでもデータ送信ができる場合は両方のリンクにてデータ送信し、非プライマリリンクでデータ送信ができない場合はプライマリリンクでのみデータ送信する。
図2は、AP_MLD101およびnon-AP_MLD102のハードウェア構成を示すブロック図である。なお、non-AP_MLD102はAP_MLD101と同様のハードウェア構成を有するため、以下では、AP_MLD101についてのみ説明する。
AP_MLD101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を有する。なお、アンテナは複数であってもよい。
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。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201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、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、AP_MLD101の全体を制御する。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(オペレーティングシステム)との協働により、AP_MLD101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(無線フレーム)を生成する。なお、CPUはCentral Processing Unitの、MPUは、Micro Processing Unitの略である。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AP_MLD101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、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203は、AP_MLD101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および出力部205は、夫々AP_MLD101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、11be規格に準拠した無線通信の制御を行う。また、通信部206は、11be規格に加えて、他のIEEE802.11シリーズ規格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、AP_MLD101が、11be規格に加えてNFC規格やBluetooth規格等に対応している場合、通信部206は、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、AP_MLD101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。
AP_MLD101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non-AP_MLD102と通信する。なお、アンテナ207は、通信部206と別体として構成されていてもよいし、通信部206と合わせて一つのモジュールとして構成されていてもよい。
アンテナ207は、2.4GHz帯、5GHz帯、および6GHz帯における通信(送受信)が可能なアンテナである。本実施形態では、AP_MLD101は2つのアンテナを有するとしたが、3つのアンテナでもよい。または周波数バンドごとに異なるアンテナを有していてもよい。また、AP_MLD101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206を有していてもよい。
図3は、AP_MLD101およびnon-AP_MLD102の機能構成を示すブロック図である。なお、non-AP_MLD102はAP_MLD101と同様の機能構成を有するため、以下では、AP_MLD101についてのみ説明する。ただし、AP_MLD101はネットワークを構築する機能を有し、non-AP_MLD102はネットワークに参加する機能有する点が異なる。
AP_MLD101は、リンク制御部301、リンク設定UI部302、バンド設定UI部303、リンク設定部304、フレーム生成部305、フレーム送受信部306を含む。
リンク制御部301は、AP_MLD101がnon-AP_MLD102との無線通信に用いる1以上のリンクを制御するブロックである。具体的には、リンクを確立するための通信開始処理や、通信開始後のリンクの追加・削除処理、全リンクを削除する通信終了処理を制御する。接続処理は、具体的にAuthentication処理・Association処理・4-Way-Hand-Shake(4WHS)処理から構成される。
リンク設定UI(User Interface)部302は、AP_MLD101のマルチリンク通信の設定をユーザが入力するためのUIを提供するブロックである。例えばWebブラウザを用いたAP_MLD101へのアクセスを提供する。このUI部でマルチリンク通信の有効化・無効化の設定、各リンクのチャネル設定、全リンク共通で使用するビーコンインターバル(BI)値設定などを行う。
バンド設定UI部303は、マルチリンク通信を行わず、各周波数バンドのAPの通信設定を行うUIを提供するブロックである。例えば、各周波数バンドのAPを独立して動作させたい場合に、このUI部で各周波数バンドのAPのチャネル設定やBI値設定などを行う。
リンク設定部304は、リンク設定UI部302で設定したマルチリンク通信におけるプライマリリンクの選択および決定を行う。また、フレーム送受信部306に対して、プライマリリンクの通知を行う。
フレーム生成部305は、リンク設定部304で設定したプライマリリンクに従って送信するフレームを生成するブロックである。
フレーム送受信部306は、リンク設定部304から受け取ったプライマリリンク情報に従い、フレーム生成部305で生成された無線フレームの送信および相手装置からの無線フレームの受信を行う。無線フレームは、Beaconフレーム/Probe_Responseフレームやデータフレーム等を含む。
<装置の動作>
図4は、プライマリリンク決定処理のフローチャートである。ここでは、AP_MLD101がAPとしての動作起動時に、プライマリリンクを決定する処理について示す。本処理はAP_MLD101の電源をONにしたとき、またはAP_MLD101のAP動作開始指示を受けた時、あるいは無線機能をONにしたときなど、APとしての機能を開始するときに開始される。もしくは、APとして動作後、電波環境が悪くなるなどでプライマリリンクを再決定したいときに開始してもよい。なお、AP動作に使用する周波数バンドやチャネルがユーザから予め指定され、例えば記憶部201に格納されているものとする。
図4は、プライマリリンク決定処理のフローチャートである。ここでは、AP_MLD101がAPとしての動作起動時に、プライマリリンクを決定する処理について示す。本処理はAP_MLD101の電源をONにしたとき、またはAP_MLD101のAP動作開始指示を受けた時、あるいは無線機能をONにしたときなど、APとしての機能を開始するときに開始される。もしくは、APとして動作後、電波環境が悪くなるなどでプライマリリンクを再決定したいときに開始してもよい。なお、AP動作に使用する周波数バンドやチャネルがユーザから予め指定され、例えば記憶部201に格納されているものとする。
S401では、AP_MLD101は、AP動作に使用する周波数バンドやチャネルが、DFSやAFC動作が必要な周波数バンド内の周波数バンドやチャネルを含むか否かを確認する。含む場合はS402に進み、含まない場合はS403に進む。
DFSとはDynamic Frequency Selectionの略である。DFSは、気象レーダーや航空機レーダーが用いられる5GHz帯の周波数を用いる際、それらのレーダーを検知した後30分間は検知した周波数バンドでの電波使用を控えるための機能となっている。また、AFCとはAutomated Frequency Coordinationの略である。AFCは、産業利用される6GHz帯の周波数を用いる際、電波を用いる場所によって使用できる周波数や出力できる消費電力が異なる。AFCシステムに対して位置情報をインプットし、使用周波数や制限される電波出力情報を、得ることができる。
S402では、AP_MLD101は、AP動作に使用する周波数バンドやチャネルのうち、DFSやAFC動作が必要な周波数バンドやチャネルをプライマリリンクとなる候補から外す。ただし、AP動作に使用する全ての周波数バンドやチャネルがDFSやAFC動作が必要な周波数バンドやチャネルである場合は、これらを候補から外さないようにしてもよい。
すなわち、上述のように5GHz帯、6GHz帯では周波数にしては特別な処理が必要になり、かつ場合によっては動作中の周波数を切り替える必要が生じる。使用する周波数バンドが変わると、対向機との通信にてスループットの低下や遅延が発生することが考えられるため、プライマリリンクとなる候補から外すのである。
S403では、AP_MLD101は、AP動作のチャネル(ch)が指定されているかを確認する。例えばAP動作chとして「2.4GHz帯の1ch」と「5GHz帯の36ch」が指定されていればYesとなりS404に進む。何も指定がない場合や周波数バンドのみ(5GHz帯など)が指定されている場合はNoとなりS410に進む。
S404では、AP_MLD101は、指定された複数のchに通信を確保できるだけの帯域幅がどれだけあるかを確認し、帯域幅が等しいか否かを判定する。例えば、リンク1では20MHzのみで動作し、リンク2では160MHzで動作することができればNoとなりS405に進む。リンク1、リンク2ともに80MHzで通信する場合はYesとなりS406に進む。
S405では、AP_MLD101は、リンクによって通信時の帯域幅が異なる場合、相対的に広い帯域を確保できるchをプライマリリンクとする。例えばリンク1が20MHz幅、リンク2が160MHz幅で動作する場合、リンク2をプライマリリンクと定める。
これは、上述にしたように、NSTR動作におけるデータ送信においては、プライマリリンクで送信が可能なタイミングでのみ、非プライマリリンクで送信を行うことが可能であるという制約が存在する。このため、よりデータ送信機会を与えられる可能性が高い、帯域幅が広い周波数バンドのリンクをプライマリリンクとすることで、データ送受信に関してスループットの向上や遅延の抑制が可能になると考えられるためである。
S406では、AP_MLD101は、scan動作を実行し、周囲の電波環境を確認する。S407では、AP_MLD101は、S406でのscanの結果、プライマリリンクの候補chで動作するリンクがほかの候補chより空いているかどうかを確認する。電波環境が空いているかどうかは、例えば次のような条件で判断する。
・BeaconやProbe_Responseが検出される回数:これは周囲に同じchで動作するAPの数が少ないほど、空いていると仮定できるためである。確認するフレームは上記以外にもProbe_Request、Authentication、Association_Request、Association_Response、Actionなどの制御フレームであってもよい。
・周囲のSTAやAPから得られる情報:例えば、Beacon ReportやRNR(Reduced Neighbor Report)をSTAやAPに要求し取得する。
・一定時間における周波数チャネルの使用状況(STAやAPによる送信状況):送信機会(TXOP)が確保される割合、あるいは、単位時間当たりに発生するキャリアセンスの数を計測する。
・BeaconやProbe_Responseが検出される回数:これは周囲に同じchで動作するAPの数が少ないほど、空いていると仮定できるためである。確認するフレームは上記以外にもProbe_Request、Authentication、Association_Request、Association_Response、Actionなどの制御フレームであってもよい。
・周囲のSTAやAPから得られる情報:例えば、Beacon ReportやRNR(Reduced Neighbor Report)をSTAやAPに要求し取得する。
・一定時間における周波数チャネルの使用状況(STAやAPによる送信状況):送信機会(TXOP)が確保される割合、あるいは、単位時間当たりに発生するキャリアセンスの数を計測する。
S408では、AP_MLD101は、最も空いている候補chのリンクをプライマリリンクとして決定する。S409では、AP_MLD101は、プライマリリンクとして選択しなかった、他の候補chのリンクを非プライマリリンクとする。
なお、設定されたchの一部が同時送受信(STR)動作できる場合は、NSTRでしか動作できないchの組をプライマリリンクと非プライマリリンクとして決めるため、STR動作できるリンクは考えない。例えばAP_MLD101が「2.4GHz帯の1ch」、「5GHz帯の36ch」、「6GHz帯の1ch」で動作指定され、「2.4GHz帯の1ch」とほかのch(「5GHz帯の36ch」または「6GHz帯の1ch」)はSTR動作できるとする。一方、「5GHz帯の36ch」と「6GHz帯の1ch」のペアに対してはNSTR動作するとする。この場合、「5GHz帯の36ch」と「6GHz帯の1ch」のペアに対してのみ本処理を実行する。つまり、「2.4GHz帯の1ch」は単独でプライマリリンクとして動作できる。
S410では、AP_MLD101は、周波数バンドの指定がされているかどうかを確認する。例えば、5GHz帯、6GHz帯でマルチリンクを使用することが規定されていた場合、YesとなりS417に進む。何も指定されていない場合はNoとなりS411に進む。
S411では、AP_MLD101は、周波数バンドに関係なくscan動作を実行する。ただし、S410ですべての周波数バンドが指定されたと仮定して、周波数バンドごとに優先度をつけてScanしてもよい。
S412では、AP_MLD101は、S411でのscanの結果、プライマリリンクの候補chで動作するリンクがほかの候補chより空いているかどうかを確認する。この時確認する方法はS407で記載したものと同様であってよい。S413では、AP_MLD101は、最も空いている候補chのリンクをプライマリリンクとして決定する。
S414では、AP_MLD101は、残りのリンクで使用するchを決める処理を行うか否かを決定するため、動作するリンクの数だけchが決まっているかを確認する。決まっていなければS415に進み、決まっていれば処理を終了する。
S415では、AP_MLD101は、scan結果で最も空いているchを確認する。確認する方法はS407で記載したものと同様であってよい。
S416では、AP_MLD101は、最も空いているchを次の他のリンクのchを決める。ただし、すでに決まったリンクのchおよびそのリンクで用いる帯域と重ならないchを、他のリンクで使用するchとして決定する。
例えば、S420で空いているchが「5GHz帯の36ch」であり、36chで80MHzを使用するとする。次に空いているchが「5GHz帯の40ch」であったとしても、36chで使用する帯域に重なっているため、40chを選ばない。
もしくは、ここで選ぶ非プライマリリンクのchを、プライマリリンクのchとなるべく周波数が離れたchで動作するように設定してもよい。例えば「5GHz帯の36ch」でプライマリリンクを使用するときに、「2.4GHz帯の1ch」が、自身が対応する最も離れた周波数であれば「2.4GHz帯の1ch」を選択してもよい。
上述のS414~S416はAP_MLD101自身がAP動作で使用するリンクの数に対応した数のchが決定するまで繰り返す。なお、本処理はNSTRでのみ動作する組み合わせを選択せざるを得ない場合にのみ実施してよい。例えば「2.4GHz帯の1ch」と「5GHz帯の36ch」をSTRで動作可能であり、2.4GHz帯と5GHz帯の組み合わせのみが動作指定されていた場合、本処理を実行しなくてよい。5GHz帯と6GHz帯のどのchを選択してもNSTRでのみ実行可能となっている場合には、5GHz帯と6GHz帯でAP動作することを指定された場合にのみ実行するものとしてよい。
S417では、AP_MLD101は、6GHz帯、5GHz帯、2.4GHz帯、60GHz帯の順で優先順位(優先度)を付与する。S418では、AP_MLD101は、S411で設定された優先順位でscan動作を実行する。
例えば指定された帯域に6GHz帯が含まれている場合、6GHz帯をプライマリリンクの有力候補としてscanする。6GHz帯が含まれておらず、5GHz帯が含まれている場合には5GHz帯でscanする。なお、上述の帯域の優先順位は例であり、異なるものであってもよい。
例えば、より広い帯域幅が確保できる周波数バンドの優先順位を上げてもよい。その場合、60GHz帯、6GHz帯、5GHz帯、2.4GHz帯、の順で優先順位を設定する。また、より対応機種が多いと思われる周波数バンドの優先順位を上げてもよい。その場合、2.4GHz帯、5GHz帯、6GHz帯、60GHz帯、の順で優先順位を設定する。もしくは、これらの組み合わせを総合して設定してもよい。また、APとして動作後、non-AP_MLDが接続している状態でプライマリリンクを変える場合、接続しているnon-AP_MLDが対応している周波数バンドを優先してもよい。また優先する周波数バンドはAP_MLD101自身が対応している帯域幅に限定してよい。例えば60GHz帯に対応していない場合はその候補から外していてよい。
S419では、AP_MLD101は、S418でのscanの結果、プライマリリンクの候補chで動作するリンクがほかの候補chより空いているかどうかを確認する。この時確認する方法はS407で記載したものと同様であってよい。S420では、AP_MLD101は、最も空いている候補chのリンクをプライマリリンクとして決定する。
S421では、AP_MLD101は、S418でScanしなかった周波数バンドも含めてScan動作を実行する。
図5は、第1実施形態におけるAP_MLDとnon-AP_MLDの間(AP-STA間)のシーケンス図である。具体的には、AP_MLD101がプライマリリンクを決定してからAPとして動作するまでのシーケンスを示している。
AP_MLD101は図4で示した処理にてプライマリリンクを決定する(M5011)と、決定したプライマリリンクからBeaconを送信する(M5012)。周囲のSTA(non-AP_MLD102を含む)は、AP_MLD101が送信したBeaconから、以下の情報を知ることが出来る。
・AP_MLD101はNSTR_AP_MLD(NSTR_mobile_AP_MLD)である。
・プライマリリンクはリンク1である。
・リンク2が別のchで動作している。
・AP_MLD101はNSTR_AP_MLD(NSTR_mobile_AP_MLD)である。
・プライマリリンクはリンク1である。
・リンク2が別のchで動作している。
なお、マルチリンク通信に対応していないnon-AP_MLD(すなわち通常のSTA)(不図示)はBeaconを受け取ると、AP_MLD101が使用する複数の無線リンクのうち、リンク1のみ認識し接続することができる。
以上説明したとおり第1実施形態によれば、AP_MLD101はプライマリリンクを適切に選択することが出来、より効率的なnon-AP_MLDとのデータ通信が実現可能となる。また、Beaconが送信されるリンクがより適切なものとなるため、接続前のnon-AP_MLDがAP_MLDを発見しやすくなるという副次的な効果もある。さらに、頻繁に周波数を変更せずに済むことでnon-AP_MLDとの通信が途切れにくくなることが期待される。そのため、上述のようにプライマリリンクを決定することにより、マルチリンク通信におけるより効率の高い通信が可能となることが期待される。
(第2実施形態)
第2実施形態では、AP_MLD101とnon-AP_MLD102がマルチリンク通信を開始した後、プライマリリンクを変更するときの動作について説明する。なお、システム構成、装置構成については第1実施形態(図1~図3)と同様であるため説明は省略する。
第2実施形態では、AP_MLD101とnon-AP_MLD102がマルチリンク通信を開始した後、プライマリリンクを変更するときの動作について説明する。なお、システム構成、装置構成については第1実施形態(図1~図3)と同様であるため説明は省略する。
<装置の動作>
図6は、プライマリリンク変更処理のフローチャートである。具体的には、AP_MLD101にnon-AP_MLD102が接続後、プライマリリンクを再決定して必要に応じて変更通知を周囲に報知する処理を示している。
図6は、プライマリリンク変更処理のフローチャートである。具体的には、AP_MLD101にnon-AP_MLD102が接続後、プライマリリンクを再決定して必要に応じて変更通知を周囲に報知する処理を示している。
本処理はAP_MLD101に任意のnon-AP_MLDが接続後、定期的に実施してもよい。もしくはnon-AP_MLDの接続に関係なく実施してもよい。あるいはnon-AP_MLDとの通信中に通信のスループットや遅延が閾値を下回ったり、超えたりした場合に実施してもよい。他に、接続してきたnon-AP_MLDがより空いているchについてレポートしてきた場合に開始してもよい。non-AP_MLD接続前には接続性重視でプライマリリンクを決定し、接続後、対向するnon-AP_MLDの対応する周波数を確認したうえでより通信効率の高いchにプライマリリンクを移動させるために実施してもよい。
S601では、AP_MLD101は、通信中もしくは定期的に周囲の電波状況を確認するためにscan動作を実行する。代わりに、接続中のnon-AP_MLDや周囲のnon-AP_MLD(STA)から現在の電波状況についてレポートを受信してもよい。このとき受けるレポートはBeacon Reportであってもよいし、RNRであってもよい。
S602では、AP_MLD101は、S601で得られた情報に基づき、プライマリリンク決定処理を行う。このときプライマリリンクを決定する処理は、図4を参照して説明した方法と同様の処理であり得る。なお、使用する周波数バンドやchに関して、優先度を変えて実施してもよい。
さらに、現在AP_MLD101に接続しているnon-AP_MLDの周波数対応情報や、非プライマリリンクへの接続状況を追加で考慮に入れてもよい。例えば、AP起動時には接続性を重視して2.4GHzをプライマリリンクとして優先するようにしてもよい。一方、non-AP_MLD接続後は、接続しているnon-AP_MLDが6GHz帯に対応していると判断できれば、その時点でプライマリリンクを6GHz帯から選択する、といった処理を行ってもよい。
もしくは、接続しているnon-AP_MLDが2.4GHz帯と5GHz帯のみに対応している場合、プライマリリンクの変更候補として2.4GHzと5GHzのみに限るといった処理を行ってもよい。これはnon-AP_MLD接続時に得られるOperating Classの情報を確認することで実施してもよい。
また、例えばAP_MLD101が「2.4GHz帯の1ch」、「5GHz帯の36ch」、「6GHz帯の1ch」で動作する状況を考える。接続するnon-AP_MLDが「2.4GHz帯の1ch」、「5GHzの36ch」である場合は、その2つのchをプライマリリンクの候補としてもよい。すなわち、接続中のnon-AP_MLDが実際に使用しているchからプライマリリンクを選択することになり、non-AP_MLDがプライマリリンクの変更を追従しやすくなるというメリットがある。
S603では、AP_MLD101は、プライマリリンク決定処理の結果、これまでのプライマリリンクと変化があるかどうかを確認する。変更がない場合はそのまま処理を終え、変更がある場合はS604に進む。
S604では、AP_MLD101は、プライマリリンクを変更することを周囲に通知する。この通知には、Channel_Switching_Announcementフレームを使用してもよい。
図7は、第2実施形態におけるAP-STA間のシーケンス図である。すなわち、具体的には、AP_MLD101とnon-AP_MLD102が、途中でプライマリリンクを変更する場合のシーケンス図を示している。
AP_MLD101は、最初、リンク1をプライマリリンクとして動作している(M7011)。すなわち、リンク1のchを介してBeaconが送信される。一定時間経過後、プライマリリンクの見直しをトリガとして、プライマリリンク決定アルゴリズムを実施する(M7012)。この処理は図4で示したものと同様であってよい。ここでは、プライマリリンクをリンク2に変更することとなったことを想定する。
そこで、AP_MLD101は、接続中のnon-AP_MLD102に対してプライマリリンクの変更通知を送信する(M7013)。ここでは、変更前のリンク1のchを介して変更通知が送信される。変更通知を送信した後、AP_MLD101はプライマリリンクをリンク1からリンク2に変更する(S7014)。すなわち、リンク2のchを介してBeaconが送信されることになる。
non-AP_MLD102は、プライマリリンクの変更通知を受け取ったら、プライマリリンクを切り替える必要がある。すなわち、non-AP_MLD102においても、変更通知受信後はデータ送信の基準としてリンク2をプライマリリンクとして使用する必要があるからである。non-AP_MLD102は、プライマリリンクをリンク2に切り替えた後、AP_MLD101からのBeaconを受信するようになる。
以上説明したとおり第2実施形態によれば、目的や環境に合わせてプライマリリンクを変更する。これにより、AP_MLD101とnon-AP_MLD102はデータ送信の効率をより向上させることが可能となる。また接続性を高く保ちつつ通信スループットや遅延低減に有利な効果を与えることができるようになる。
(変形例)
上記の実施形態以外に、例えば初回にプライマリリンクを決定したときやnon-AP_MLDと接続したときにプライマリリンクを通知していてもよい。これは例えばMulti-Link_Elementにて示すようにしていてもよい。また、プライマリリンクの変更通知を、新規に定義するActionフレームを用いて通知してもよい。このとき、前述のMulti-Link_Elementを流用していてもよい。
上記の実施形態以外に、例えば初回にプライマリリンクを決定したときやnon-AP_MLDと接続したときにプライマリリンクを通知していてもよい。これは例えばMulti-Link_Elementにて示すようにしていてもよい。また、プライマリリンクの変更通知を、新規に定義するActionフレームを用いて通知してもよい。このとき、前述のMulti-Link_Elementを流用していてもよい。
本明細書の開示は、以下の通信装置、制御方法およびプログラムを含む。
(項目1)
IEEE802.11規格シリーズに準拠したマルチリンク通信が可能な通信装置であって、
他の通信装置との間に確立した複数の無線リンクから、所定タイプの無線フレームの送信が可能なリンクであって、IEEE802.11規格シリーズに準拠したプライマリリンクを決定する決定手段を有し、
前記決定手段は、前記複数の無線リンクに対応する複数の周波数チャネルに関する第1の条件と、前記複数の無線リンクにおける電波状況に関する第2の条件と、の少なくとも1つに基づいて、前記プライマリリンクを決定する
ことを特徴とする通信装置。
(項目2)
前記第1の条件は、前記プライマリリンクに対応する周波数チャネルはDFS(Dynamic Frequency Selection)を必要としない周波数バンド内の周波数チャネルであること、および、前記プライマリリンクに対応する周波数バンドはAFC(Automated Frequency Coordination)を必要としない周波数バンド内の周波数チャネルであること、の少なくとも1つを含む
ことを特徴とする項目1に記載の通信装置。
(項目3)
前記第1の条件は、前記複数の周波数チャネルのうち帯域幅が相対的に広い1つの周波数チャネルに対応するリンクを前記プライマリリンクに決定することを含む
ことを特徴とする項目1に記載の通信装置。
(項目4)
前記複数の周波数チャネルの各々は、複数の周波数バンドの何れかに含まれ、
前記複数の周波数バンドには、所定の優先度が付与されており、
前記第1の条件は、前記複数の周波数チャネルのうち優先度が相対的に高い周波数バンドに含まれる1つの周波数チャネルに対応するリンクを前記プライマリリンクに決定することを含む
ことを特徴とする項目1に記載の通信装置。
(項目5)
前記第2の条件は、前記複数の無線リンクのうちBeaconが検出される回数が相対的に少ないリンクを前記プライマリリンクに決定することを含む
ことを特徴とする項目1に記載の通信装置。
(項目6)
前記決定手段により決定された前記プライマリリンクに関する情報を前記他の通信装置に通知する通知手段をさらに有する
ことを特徴とする項目1に記載の通信装置。
(項目7)
所定のタイミングで前記決定手段が前記プライマリリンクを決定するように制御する制御手段をさらに有し、
前記通知手段は、前記決定手段により前記プライマリリンクが変更された場合、前記決定手段により新たに決定された前記プライマリリンクに関する情報を前記他の通信装置に通知する
ことを特徴とする項目6に記載の通信装置。
(項目8)
前記マルチリンク通信は、IEEE802.11be規格に準拠したNSTR(非同時送受信)リンクペアを含むマルチリンク通信であり、
前記所定タイプの無線フレームは、BeaconフレームおよびProbe_Responseフレームを含む
ことを特徴とする項目1乃至7の何れか1項目に記載の通信装置。
(項目9)
IEEE802.11規格シリーズに準拠したマルチリンク通信が可能な通信装置の制御方法であって、
他の通信装置との間に確立した複数の無線リンクから、所定タイプの無線フレームの送信が可能なリンクであって、IEEE802.11規格シリーズに準拠したプライマリリンクを決定する決定工程を含み、
前記決定工程では、前記複数の無線リンクに対応する複数の周波数チャネルに関する第1の条件と、前記複数の無線リンクにおける電波状況に関する第2の条件と、の少なくとも1つに基づいて、前記プライマリリンクを決定する
ことを特徴とする制御方法。
(項目10)
項目9に記載の制御方法を、無線通信を行う通信部を有するコンピュータに実行させるためのプログラム。
(項目1)
IEEE802.11規格シリーズに準拠したマルチリンク通信が可能な通信装置であって、
他の通信装置との間に確立した複数の無線リンクから、所定タイプの無線フレームの送信が可能なリンクであって、IEEE802.11規格シリーズに準拠したプライマリリンクを決定する決定手段を有し、
前記決定手段は、前記複数の無線リンクに対応する複数の周波数チャネルに関する第1の条件と、前記複数の無線リンクにおける電波状況に関する第2の条件と、の少なくとも1つに基づいて、前記プライマリリンクを決定する
ことを特徴とする通信装置。
(項目2)
前記第1の条件は、前記プライマリリンクに対応する周波数チャネルはDFS(Dynamic Frequency Selection)を必要としない周波数バンド内の周波数チャネルであること、および、前記プライマリリンクに対応する周波数バンドはAFC(Automated Frequency Coordination)を必要としない周波数バンド内の周波数チャネルであること、の少なくとも1つを含む
ことを特徴とする項目1に記載の通信装置。
(項目3)
前記第1の条件は、前記複数の周波数チャネルのうち帯域幅が相対的に広い1つの周波数チャネルに対応するリンクを前記プライマリリンクに決定することを含む
ことを特徴とする項目1に記載の通信装置。
(項目4)
前記複数の周波数チャネルの各々は、複数の周波数バンドの何れかに含まれ、
前記複数の周波数バンドには、所定の優先度が付与されており、
前記第1の条件は、前記複数の周波数チャネルのうち優先度が相対的に高い周波数バンドに含まれる1つの周波数チャネルに対応するリンクを前記プライマリリンクに決定することを含む
ことを特徴とする項目1に記載の通信装置。
(項目5)
前記第2の条件は、前記複数の無線リンクのうちBeaconが検出される回数が相対的に少ないリンクを前記プライマリリンクに決定することを含む
ことを特徴とする項目1に記載の通信装置。
(項目6)
前記決定手段により決定された前記プライマリリンクに関する情報を前記他の通信装置に通知する通知手段をさらに有する
ことを特徴とする項目1に記載の通信装置。
(項目7)
所定のタイミングで前記決定手段が前記プライマリリンクを決定するように制御する制御手段をさらに有し、
前記通知手段は、前記決定手段により前記プライマリリンクが変更された場合、前記決定手段により新たに決定された前記プライマリリンクに関する情報を前記他の通信装置に通知する
ことを特徴とする項目6に記載の通信装置。
(項目8)
前記マルチリンク通信は、IEEE802.11be規格に準拠したNSTR(非同時送受信)リンクペアを含むマルチリンク通信であり、
前記所定タイプの無線フレームは、BeaconフレームおよびProbe_Responseフレームを含む
ことを特徴とする項目1乃至7の何れか1項目に記載の通信装置。
(項目9)
IEEE802.11規格シリーズに準拠したマルチリンク通信が可能な通信装置の制御方法であって、
他の通信装置との間に確立した複数の無線リンクから、所定タイプの無線フレームの送信が可能なリンクであって、IEEE802.11規格シリーズに準拠したプライマリリンクを決定する決定工程を含み、
前記決定工程では、前記複数の無線リンクに対応する複数の周波数チャネルに関する第1の条件と、前記複数の無線リンクにおける電波状況に関する第2の条件と、の少なくとも1つに基づいて、前記プライマリリンクを決定する
ことを特徴とする制御方法。
(項目10)
項目9に記載の制御方法を、無線通信を行う通信部を有するコンピュータに実行させるためのプログラム。
(その他の実施例)
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。
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。
201 記憶部; 202 制御部; 203 機能部; 204 入力部; 205 出力部; 206 通信部
Claims (10)
- IEEE802.11規格シリーズに準拠したマルチリンク通信が可能な通信装置であって、
他の通信装置との間に確立した複数の無線リンクから、所定タイプの無線フレームの送信が可能なリンクであって、IEEE802.11規格シリーズに準拠したプライマリリンクを決定する決定手段を有し、
前記決定手段は、前記複数の無線リンクに対応する複数の周波数チャネルに関する第1の条件と、前記複数の無線リンクにおける電波状況に関する第2の条件と、の少なくとも1つに基づいて、前記プライマリリンクを決定する
ことを特徴とする通信装置。 - 前記第1の条件は、前記プライマリリンクに対応する周波数チャネルはDFS(Dynamic Frequency Selection)を必要としない周波数バンド内の周波数チャネルであること、および、前記プライマリリンクに対応する周波数バンドはAFC(Automated Frequency Coordination)を必要としない周波数バンド内の周波数チャネルであること、の少なくとも1つを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記第1の条件は、前記複数の周波数チャネルのうち帯域幅が相対的に広い1つの周波数チャネルに対応するリンクを前記プライマリリンクに決定することを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記複数の周波数チャネルの各々は、複数の周波数バンドの何れかに含まれ、
前記複数の周波数バンドには、所定の優先度が付与されており、
前記第1の条件は、前記複数の周波数チャネルのうち優先度が相対的に高い周波数バンドに含まれる1つの周波数チャネルに対応するリンクを前記プライマリリンクに決定することを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記第2の条件は、前記複数の無線リンクのうちBeaconが検出される回数が相対的に少ないリンクを前記プライマリリンクに決定することを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記決定手段により決定された前記プライマリリンクに関する情報を前記他の通信装置に通知する通知手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 所定のタイミングで前記決定手段が前記プライマリリンクを決定するように制御する制御手段をさらに有し、
前記通知手段は、前記決定手段により前記プライマリリンクが変更された場合、前記決定手段により新たに決定された前記プライマリリンクに関する情報を前記他の通信装置に通知する
ことを特徴とする請求項6に記載の通信装置。 - 前記マルチリンク通信は、IEEE802.11be規格に準拠したNSTR(非同時送受信)リンクペアを含むマルチリンク通信であり、
前記所定タイプの無線フレームは、BeaconフレームおよびProbe_Responseフレームを含む
ことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の通信装置。 - IEEE802.11規格シリーズに準拠したマルチリンク通信が可能な通信装置の制御方法であって、
他の通信装置との間に確立した複数の無線リンクから、所定タイプの無線フレームの送信が可能なリンクであって、IEEE802.11規格シリーズに準拠したプライマリリンクを決定する決定工程を含み、
前記決定工程では、前記複数の無線リンクに対応する複数の周波数チャネルに関する第1の条件と、前記複数の無線リンクにおける電波状況に関する第2の条件と、の少なくとも1つに基づいて、前記プライマリリンクを決定する
ことを特徴とする制御方法。 - 請求項9に記載の制御方法を、無線通信を行う通信部を有するコンピュータに実行させるためのプログラム。
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2023
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