JP5612065B2 - 無線通信装置 - Google Patents
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IEEE80.11 Tutorial, http://grouper.ieee.org/groups/802/11/Tutorial/MAC.pdf
このように従来の無線通信装置のアクセス方式においては、通信効率の向上が十分でない、という問題がある。
実施形態の無線通信装置を含む無線システムについて図1を参照して説明する。
図1の無線システムでは、無線通信装置STA1は無線通信装置STA2にデータ通信を行い、無線通信装置STA3と無線通信装置STA4が互いに通信を行っている。STA1の通信エリア内にSTA2,3,4が位置し、STA2の通信エリア内にSTA1が位置している。このような場合にSTA1がキャリアセンスを行うと、STA3,4が送信する無線信号を検出することができる。しかし、STA3,4は、STA2の通信エリア内に位置していないことから、STA2は、STA3、4が送信した無線信号を検出することはできない。このことは、STA2が、STA1が送信したデータを受信している最中に、STA3,4が通信を行っていたとしても、干渉の影響を受けないことを意味する。実施形態では、STA1が、キャリアセンスの結果、STA3,4の送受信を検出した場合でも、STA1の送信が開始できるアクセス方式を備える無線通信装置を提供する。
本実施形態の無線通信装置は、送受信部201、チャネル観測部202、受信品質測定部203、送信権獲得判断部204、上位層インターフェイス205を含む。
図3(a)は、周波数帯の異なる第1の無線チャネルと第2の無線チャネルから構成した場合の例である。より具体的には、第1の無線チャネルにはマイクロ波(例えば5GHz)を用い、第2の無線チャネルにはミリ波(例えば60GHz)を用いる手法である。
図3(b)は、同一の周波数帯により第1の無線チャネルと第2の無線チャネルから構成した場合の例である。より具体的には、第1の無線チャネルと第2の無線チャネルともにミリ波を用いる手法である。第1の無線チャネルに60〜60.1GHz帯を用い、第2の無線チャネルに60.1GHz〜62GHz帯を用いる。また、図3(c)や図3(d)のように、第1の無線チャネルが第2の無線チャネル内にあってもよい。
第1の実施形態では、それぞれの通信環境において、本実施形態に係わる無線通信装置において送信要求がある場合の処理手順と、他局からの送信要求(RTS)を受信した場合の処理手順について図13Aから図19Bまでを参照して説明する。
図14Aの(b)では、図13Cと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てCTSを受信できないことが異なる。
図14Bでは、STA3は図13Bと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てCTSを受信できないことが異なる。
図15Aでは、図13Aと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てのRTSおよびDataを受信できないことが異なる。
図15Bの(c)では、STA3は、STA3の通信相手であるSTA4以外のSTA1またはSTA2が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSまたは第2のCTSを受信する。第2の無線チャネルが予約期間中であり、かつ、第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により第2の無線チャネルが未使用中であると判断した場合に、通信相手であるSTA4が送信した第2の無線チャネルの予約期間を記載した第1のRTSをSTA3が受信した場合は、第1の無線チャネルを用いて第1のCTSを送信する。
図16Bの(c)では、図15Bと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てのRTSは受信できるが他局宛てのDataを受信できないことが異なる。
図16Bの(d)では、図13Cと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てのDataを受信できないことが異なる。
図17Aの(b)では、図13Cと同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てCTSおよびDataを受信できないことが異なる。
図17Bでは、図16Bの(c)と同様な処理を行う。ただし、STA3が他局宛てCTSを受信できないことが異なる。
図19Bの(c)では、図18の(b)と同様な処理を行う。ただし、他局宛てCTSを受信できることが異なる。
図19Bの(d)では、図13Cと同様な処理を行う。ただし、他局宛てRTSを受信できないことが異なる。
すなわち、通信相手である第1の無線通信装置(STA4)以外の第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が送信した第2のRTSと通信相手であるSTA4が送信した第1のRTSの受信品質を比較する場合、もしくは、通信相手である第1の無線通信装置以外の第2の無線通信装置が送信した第2のCTSと通信相手である第1の無線通信装置が送信した第1のCTSの受信品質を比較する場合、それぞれ、指向性ビームを用いて送信されたフィールドの受信品質を比較する。
第2の実施形態は、第1の実施形態での図13Bの場合での処理の変形である。
STA3の通信相手である第1の無線通信装置(STA4)以外の第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSまたは第2のCTSにより、第2の無線チャネルが予約期間中であり、かつ、チャネル観測部202による第2の無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により、第2の無線チャネルが使用中であると判断した場合に、STA4が通信相手である第1の無線通信装置(STA4)が送信した第1のRTSを受信した場合は、第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が送信した第2のRTSまたは第2のCTSにより予約された第2の無線チャネルの予約期間の終了予定時刻と、第1のRTSに記載された第2の無線チャネルの予約期間から算出される第2の無線チャネルを用いた無線信号のSTA3の受信開始予定時刻とを比較し、この受信開始予定時刻の方が遅い場合は、第1のRTSに対する応答信号として、第1の無線チャネルを用いて第1のCTSを送信する。また、この受信開始予定時刻の方が遅くない場合には、図13Bに示した処理と同様に、RTSの受信品質を比較して、受信品質に応じて処理を進める。
STA3の通信相手である第1の無線通信装置(STA4)以外の第2の無線通信装置(STA1またはSTA2)が第1の無線チャネルを用いて送信した第2のRTSまたは第2のCTSにより、第2の無線チャネルが予約期間中であり、かつ、通信相手である第1の無線通信装置(STA4)が送信した第1のRTSの受信に対して、第1の無線チャネルを用いて第1のNCTSを送信する場合は、第1の無線チャネルを用いて送信される第1のNCTSに記載される第2の無線チャネルの予約期間は、第2のRTS、または、第2のCTSにより予約された第2の無線チャネルの予約終了時刻に基づいて算出する。例えば、第1のNCTSに記載される第2の無線チャネルの予約期間は、第2の無線通信装置による第2の無線チャネルの予約終了時刻以降に設定する。この設定は例えば、送信権獲得判断部204が行う。
本実施形態では、自局宛てのRTSを受信した無線通信装置がCTSを返信する際に、CTSフレームに、先に受信したRTSの受信品質に係わる情報を付加することにする。受信品質に係わる情報とは、受信電力(RSSI)であったり、EVM(Error Vector Magnitude)であったりする。RTSを送信した無線通信装置(図1のSTA3)は、受信するCTSに付加されている受信品質情報、例えば、RSSIを確認することにより、STA4が、自局が送信したRTSを高品質で受信できたか否かを判断することができる。同様に、例えば、STA2がSTA1に対してRTSを送信し、STA1が送信したCTSに付加されたRTSの受信品質情報を確認することにより、STA1が、STA2が送信したRTSを高品質で受信できたか、低品質で受信できたかを判断することができる。
これまでの実施形態では、図1において、STA1とSTA2との通信中における、STA3、STA4の通信開始手順を説明してきたが、実際の通信では、図22に示すような環境で、STA1とSTA2との通信中に、STA3が、STA1に対して送信を行いたい場合も存在する。仮にSTA1,STA2が第1の無線チャネルを用いて送信したRTSまたはCTSをSTA3が受信した場合は、STA3がV−NAVにより、STA1やSTA2が通信中であることを把握できるため、STA3は、STA1に対してRTSを送信することはしない。
第5の実施形態の無線通信装置について図24を参照して説明する。
本実施形態の無線通信装置は、図2の無線通信装置にビーム制御部を付加したものである。ビーム制御部は、送信するビームの方向を制御することができる。例えば、ビーム制御部は送信ビームの方向を無指向性にしたり、特定の指向性を持たせたビームにすることができる。
第6の実施形態の無線通信装置について図29を参照して説明する。
本実施形態の無線通信装置は、図2の無線通信装置に、電源制御部2901が追加されている。また、送受信部201は、第1の無線チャネル用送受信部2901と第2の無線チャネル用送受信部2903とを含み、電源制御部2901がそれぞれの電源をオンオフして第1の無線チャネルのみで送受信したり、第2の無線チャネルのみで送受信することができる。
CTS信号の送信完了をトリガーに第2の無線チャネル用送受信部2903を起動して、所定の時間内に第1の無線チャネルを用いた受信処理が開始しなかった場合には第1の無線チャネル用送受信部2902の動作を停止させる。特に、CTSを送信した後、通信相手は、第2の無線チャネルでデータを送信してくるか、もしくは、第1の無線チャネルでデータ送信を取り消すためのNRTSを送信することから、本実施形態に係わる無線通信装置は、NRTSを受信するために必要な時間を待ち、その間にNRTSを受信しなかった場合、もしくは、CTS送信のSIFS後に第2の無線チャネルを用いて送信されたデータを受信し始めた場合には、第1の無線チャネル用送受信部2902の動作を停止させる。停止手法は、電源供給を停止してもよいし、クロック供給を停止してもよい。これにより、更なる低消費電力化が可能になる。
Claims (7)
- 第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する送信手段と、
前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、
前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を前記第1無線チャネルで受信した場合に、前記第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、
前記第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況を観測する観測手段と、
前記第1無線通信装置以外の複数の第2無線通信装置がそれぞれ前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号と該予約期間が記述されている第2送信許可信号により前記第2無線チャネルが前記予約期間中でないと判断し、かつ、前記観測手段による該第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により前記第2無線チャネルが使用中であると判断した場合は、前記第1無線通信装置に対して前記第1送信要求信号を送信しないように前記送信手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する第1送信手段と、
前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、
前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を前記第1無線チャネルで受信した場合に、前記第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、
前記第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況を観測する観測手段と、
前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号により前記第2無線チャネルが前記予約期間中でなく、かつ、前記観測手段による前記第2無線チャネルの少なくとも一部の使用状況の観測結果により該第2無線チャネルが使用中であり、かつ、該第1無線通信装置が送信した第3送信要求信号を受信した場合は、前記第1無線チャネルで第1送信非許可信号を送信する第2送信手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する送信手段と、
前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、
前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を前記第1無線チャネルで受信した場合に、前記第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、
前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号または該予約期間が記述されている第2送信許可信号により前記第2無線チャネルが予約期間中であると判断し、かつ、該第1無線通信装置が送信した第2無線チャネルの予約期間を記載した第1送信非許可信号を受信した場合は、該第2送信要求信号または該第2送信許可信号により予約された第2無線チャネルの予約期間と、前記第1送信非許可信号に付加された第2無線チャネルの予約期間とを比較する比較手段と、
前記第1送信非許可信号に付加された第2無線チャネルの予約期間の方が長い場合は、前記第2無線チャネルの予約期間を更新する更新手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 第1無線チャネルを用いて、該第1無線チャネルとは異なる第2無線チャネルの送信権を獲得するための、該第2無線チャネルでのデータ送信に必要な予約期間が記述されている第1送信要求信号を送信する第1送信手段と、
前記第1無線チャネルで信号を受信する第1受信手段と、
前記第1送信要求信号に対する、通信相手である第1無線通信装置が送信した前記予約期間が記述されている第1送信許可信号を前記第1無線チャネルで受信した場合に、前記第2無線チャネルの送信権を獲得したと判断する判断手段と、
前記第1無線通信装置以外の第2無線通信装置が前記第1無線チャネルで送信した、前記予約期間が記述されている第2送信要求信号または該予約期間が記述されている第2送信許可信号により前記第2無線チャネルが予約期間中であると判断し、かつ、該第1無線通信装置が送信した第3送信要求信号の受信に対して、該第1無線チャネルで、予約期間が記述されている第1送信非許可信号を送信すると判断した場合は、該第1送信非許可信号に記載される前記第2無線チャネルの予約期間を、前記第2送信要求信号、または、前記第2送信許可信号により予約された前記第2無線チャネルの予約終了時刻に基づいて算出する算出手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 前記第1無線チャネルの帯域幅は、前記第2無線チャネルの帯域幅以下であり、互いに直交することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の無線通信装置。
- 前記第1無線チャネルは、前記第2無線チャネルの帯域内であることを特徴とする請求項5に記載の無線通信装置。
- 信号を送受信するためのアンテナをさらに具備することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の無線通信装置。
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