JP5653482B2 - 無線通信装置および無線通信装置の制御方法 - Google Patents
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Description
ラムに関するものである。
arrier Sense Multiple Access with Collis
ion Avoidance)方式が採用されている。
ネルが一定時間以上連続して空き状態(Idle)であることを確認してから、データフ
レームの送信を行う。
た場合には、所定期間(SIFS(Short Inter Frame Space)
)後に、データフレームを正常に受信できた旨を通知するための送達確認フレームを返信
する。なお、送達確認フレームとは、ACKフレームや、Block ACKフレーム、
CTSフレーム等である。受信側の無線通信装置は、受信したデータフレームの種別に応
じて異なる送達確認フレームを返信する。
sion Multiplexing)方式)がある。SDM方式では、送信側の無線通
信装置は、アダプティブアレイアンテナ等を用いて、指向性を有する電波を形成し、同時
かつ同一周波数で、複数の無線通信装置へ異なる電波を送信する(空間的に多重化する)
。即ち、SDM方式では、送信側の無線通信装置(例えば、アクセスポイント)は、複数
の無線端末に対して、それぞれ異なるデータフレームを、同時かつ同一周波数で送信する
ことができる。
DM方式を採用した場合、アクセスポイントが、一方の無線端末へデータフレームを送信
している間に、他方の無線端末から送達確認フレームを受信してしまう状況(衝突)が発
生しうる。
末に対して異なるデータフレームの送信を開始するものとする。無線端末STA1に対し
て送信するデータフレームのサイズが、他の無線端末に対して送信するデータフレームの
サイズに比較して大きいと、アクセスポイントは、無線端末STA1へのデータフレーム
の送信中に、無線端末STA1以外の他の無線端末へのデータフレーム送信を完了するこ
とがある。このとき、無線端末STA1以外の他の無線端末から送達確認フレームが返信
されるため、アクセスポイントは、無線端末STA1へのデータフレームの送信中である
にも関わらず、無線端末STA1以外の他の無線端末からの送達確認フレームを受信して
しまう状況(衝突)が発生しうる。このように、IEEE802.11規格に準拠する無
線LANシステムにおいて、SDM方式を採用した場合、アクセスポイントは、送達確認
フレームの受信ができなくなるという問題があった。
線端末に対して異なるデータフレームの送信を行った場合には、複数の無線端末から送達
確認フレームの返信が開始されるタイミングを同期させる技術が開示されている(例えば
、特許文献1。)。
LANシステムにおいて、SDM方式を採用した場合であっても、衝突の発生を抑制する
ことができる。
2.11e規格では、図9に示すように、一度データフレームの送信権を獲得した後、T
XOP(Transmission Opportunity)と呼ばれる期間、排他的
にチャネルを使用して連続的にデータフレームを送信することが可能とされている。
ることが可能とされている(例えば、非特許文献1。)。この非特許文献1に開示されて
いる技術では、データフレームを送信する毎に、データフレームの送信権を改めて獲得す
る必要が無いため、データフレームの送信権を獲得するためのオーバーヘッド(AIFS
(Arbitration Short Inter Frame Space)とバッ
クオフ期間)を削減することができ、スループットの改善やシステム容量の向上が実現で
きる。
いて、SDM方式を採用した場合であっても、各無線端末から送達確認フレームが返信さ
れるタイミングを同期させることで、衝突の発生を抑制することができる。
定されているTXOPの期間中にデータフレームを連続して送信する技術において、SD
M方式を採用した場合、以下の問題が発生する。
タフレームを複数の無線端末に対して送信するものとする。アクセスポイントは、送信し
たデータフレームに対する送達確認フレームを受信した後、再度キャリアセンスを行なう
ことなく、SIFS経過後に次のデータフレームの送信を行う。
レームがアクセスポイントへ伝送される際の伝送レートも、無線端末ごとに異なる。その
ため、たとえ、特許文献1に開示されている技術によって、複数の無線端末から送達確認
フレームが返信されるタイミングを同期させたとしても、各無線端末から返信される送達
確認フレームがアクセスポイントで受信完了するまでの時間(フレームの送達に要する時
間(以下、フレーム時間長と記載する))が異なる。
ームの送信を行うものであるが、送達確認フレームの受信を完了するまでの時間が異なる
ため、それに伴って、次のデータフレームの送信を開始する時刻が異なる。
と、無線端末STA2からの送達確認フレームとの時間長の差が、SIFSを超えている
場合、無線端末STA2からの送達確認フレームの受信中であるにもかかわらず、無線端
末STA1への次のデータフレームの送信を開始してしまい、衝突が発生してしまうとい
う問題があった。
了した時刻から所定期間(SIFS)後に、次のデータフレームの送信を行なうこととす
ると、アクセスポイントに最も遅く受信された送達確認フレームを送信した無線端末(図
10(b)における無線端末STA2)にとっては、SIFSだけチャネルが空いている
ように見えるが、アクセスポイントに最も遅く受信された送達確認フレームを送信した無
線端末以外の無線端末(図10(b)における無線端末STA1)にとっては、SIFS
以上の間、チャネルが空いているように見える。そのため、アクセスポイントがデータフ
レームの連続送信を行っている最中にもかかわらず、アクセスポイントに最も遅く受信さ
れた送達確認フレームを送信した無線端末以外の無線端末が、送信権を獲得してしまう恐
れがあった。
上チャネルが空いていることにより送信権を獲得できた無線端末が送信するデータフレー
ムと、が衝突してしまうため、アクセスポイントはTXOPの期間中データフレームをS
IFS間隔で連続して送信することができないという問題があった。
スポイントが空間的に多重して複数の無線端末へ送信するとともに、TXOP期間中SI
FS間隔で連続してデータフレームを送信すると、ある無線端末へのデータフレームの送
信タイミングと、その他の無線端末からの送達確認フレームの受信タイミングとが重複し
、衝突が発生する恐れがあるという問題があった。
採用してデータフレームを空間的に多重して送信する際においては、TXOPの概念(T
XOP期間中にSIF間隔でデータフレームを連続して送信する技術)を適用することが
できないため、MAC効率を向上できないという問題があった。
してデータフレームを送信する際であっても、ある無線端末へのデータフレームの送信タ
イミングと、その他の無線端末からの送達確認フレームの受信タイミングとが重複させる
ことなく、TXOPの期間中にデータフレームを連続して送信することを可能とし、MA
C効率を向上させることができる無線通信装置、無線通信装置の制御方法、および無線通
信装置の制御プログラムを提供することを目的とする。
置から受信する送達確認フレームの受信を完了するタイミングと、第2無線通信装置から
受信する送達確認フレームの受信を完了するタイミングとが同期するように、前記第1無
線通信装置および前記第2無線通信装置へ送信するデータフレームとその送信方法とを制
御する制御手段と、前記制御手段に従って、前記第1無線通信装置および前記第2無線通
信装置へデータフレームを多重化して送信する送信手段と、前記第1無線通信装置および
前記第2無線通信装置から、前記送信したデータフレームに対する送達確認フレームを受
信する受信手段とを備え、前記第1無線通信装置へ送信するデータフレームとその送信方
法から、前記第1無線通信装置から返信される送達確認フレームとその返信方法とが決定
され、前記第2無線通信装置へ送信するデータフレームとその送信方法から、前記第2無
線通信装置から返信される送達確認フレームとその返信方法とが決定され、前記送信手段
は、前記第1無線通信装置および前記第2無線通信装置からの送達確認フレームの受信を
完了したあと前記固定時間後に、前記第1無線通信装置および前記第2無線通信装置に対
してデータフレームを多重化して送信する。
図1は、第1の実施形態に係る無線システムを示す図である。無線システムは、IEE
E802.11e(IEEE802.11a,IEEE802.11b,IEEE802
.11n含む)規格に準拠する。無線システムでは、空間分割多重(SDM:Spati
al Division Multiplexing)方式が採用されている。
STA3とを備える。アクセスポイントAPと無線端末STA1〜STA3との間では、
SDM方式によって無線通信が行われる。アクセスポイントAPは、IEEE802.1
1eで規定されているように、TXOPの期間中、データフレームを連続して送信する。
波(以下、指向性ビームと呼ぶ。)を形成する。アクセスポイントAPは、各無線端末S
TA1〜STA3へ送信する指向性ビームが、互いに干渉しないように、ビーム形成する
。アクセスポイントAPは、複数の無線端末STA1〜STA3へそれぞれ指向性ビーム
を形成し、同時に、かつ同一の周波数チャネルで、データフレームを空間的に多重化して
送信(以下、SDM送信と呼ぶ)する。
がSDM方式によって同時に無線通信を行う無線端末の数は、2以上の任意の数で良い。
と、制御部40と、多重化部50とを備える。
る。
復調処理などの受信処理を行う。送受信処理部20は、他無線端末へ送信する送信信号に
対して、変調処理などの送信処理を行う。
ACプロトコルに従い、MAC層関連の処理を行う。
制御および送信方法の制御を行う。
てデータフレームを送信するための処理、例えば、ウェイト行列の計算など指向性ビーム
形成のための処理(以下、多重化処理と呼ぶ)を行う。
の送信処理を同時に行い、複数の無線端末からのデータの受信処理を同時に行う。そのた
め、送受信処理部20の送信処理および受信処理は、並列処理されることが好ましい。
、多重化部50による処理のあと送受信処理部20による送信処理が行われるものとした
が、逆に、送受信処理部20による送信処理のあと多重化部50による処理が行われても
良い。
送信する際の動作を説明する。
部30に内蔵される送信バッファ(図示せず)に記憶される。
キャリアセンスによって送信権を獲得する。
、MAC処理部30に内蔵される送信バッファから取り出し、各データフレームの送信方
法を決定する。
を行う。
う。
される。以上のようにして、アクセスポイントAPは、データフレームを無線端末STA
1〜STA3へSDM送信する。
線端末STA1〜STA3からの送達確認フレームの返信を確認する。
即ち、無線端末STA1〜STA3へのデータフレームのSDM送信が成功した場合、ア
クセスポイントAPは、送達確認フレームの受信が完了した後SIFS経過後に、キャリ
アセンスすることなく、連続して複数の無線端末STA1〜STA3に対してデータフレ
ームのSDM送信を行う。
が連続して送信するデータフレームは、無線端末STA1〜STA3へ送信するデータフ
レームであっても良いし、他の無線端末へ送信するデータであってもよい。
は、送信バッファに記憶されたすべてのデータフレームの送信が完了するまで、送達確認
フレームの受信が完了した後SIFS経過後に、連続してデータフレーム送信する。
レームの返信がなかった場合、即ち、無線端末STA1〜STA3へのデータフレームの
SDM送信が失敗した場合、アクセスポイントAPは、送達確認フレームを返信しなかっ
た無線端末に対してデータフレームの再送を行うとともに、送達確認フレームを返信して
きた無線端末に対して新たなデータフレームを送信する。
信よりも優先する。例えば、アクセスポイントAPが無線端末STA1〜STA3へデー
タフレームをSDM送信した場合であって、無線端末STA2、STA3からのみ送達確
認フレームを受信した場合には、アクセスポイントAPは、無線端末STA1に対して行
うデータフレームの再送と、無線端末STA2、STA3に対して行う新たなデータフレ
ームの送信とを、同時に、かつ同一の周波数チャネルによって(SDM方式によって)行
う。
レームの返信がなかった場合、即ち、無線端末STA1〜STA3へのデータフレームの
SDM送信が失敗した場合、アクセスポイントAPは、送達確認フレームを返信しなかっ
た無線端末に対してのみデータフレームの再送を行うことしてもよい。
M送信した場合であって、無線端末STA2からのみ送達確認フレームを受信した場合に
は、アクセスポイントAPは、無線端末STA1、STA3に対して行うデータフレーム
の再送を、同時に、かつ同一の周波数チャネルによって(SDM方式によって)行う。
わせて、アクセスポイントAPが無線端末STA1〜STA3へデータフレームをSDM
送信する際の制御部40の動作とを説明する。
る際に、送信先の無線端末STA1〜STA3が送達確認フレームの返信を開始するタイ
ミング(以下、返信開始タイミングと呼ぶ)が同期するように、SDM送信するデータフ
レームとその送信方法とを制御する。
STA3からの返信開始タイミングが同期すればどのような方法でも良い。以下に、返信
開始制御部41が行う制御方法を例示する。
信するデータフレームのフレーム時間長を同一とする。
フレームのフレーム長を同一とし、かつ、無線端末STA1〜STA3へデータフレーム
をSDM送信する際の各伝送レートを同一とすることによって、無線端末STA1〜ST
A3へSDM送信するデータフレームのフレーム時間長を同一とする。
レーム長と、無線端末へそのデータフレームをSDM送信する際の伝送レートとの比を、
それぞれの無線端末STA1〜STA3において同一とすることによって、無線端末ST
A1〜STA3へSDM送信するデータフレームのフレーム時間長を同一とする。
ームのフレーム長を、無線端末STA2へSDM送信するデータフレームのフレーム長の
2倍とし、無線端末STA1へSDM送信する際の伝送レートを、無線端末STA2へS
DM送信する際の伝送レートの2倍とすることができる。
TA1〜STA3へSDM送信されたデータフレームの送信が完了するタイミング(以下
、送信完了タイミングと呼ぶ)を同期させる。各無線端末STA1〜STA3は、送信完
了タイミングからSIFS経過後に、送達確認フレームの返信を開始する。よって、SD
M送信の送信先である無線端末STA1〜STA3からの返信開始タイミングが同期する
。
信するデータフレームのフレーム時間長が異なる場合は、フレーム時間長が最も長いデー
タフレームの送信完了タイミングと、その他のデータフレームの送信完了タイミングとが
同期するように、フレーム時間長の差分だけ、その他のデータフレームの送信を開始する
タイミング(以下、送信開始タイミングと呼ぶ)を遅らせる。
、送達確認フレームの返信開始タイミングが同期する。
信開始タイミングの同期とは、必ずしも完全同期を意味するものではなく、複数の無線端
末からの送達確認フレームの返信開始タイミングのずれが、SIFS(16μsec)以
内であればよい。
確認フレームの受信を完了した返信完了タイミングと、最も遅く送達確認フレームの受信
を完了した返信完了タイミングとのずれが、SIFS(16μsec)以内である必要が
ある。
ずれが、SIFS(16μsec)以内としたが、例えば、データフレームのプリアンブ
ルの時間長以内とすることができる。
る際に、送信先の無線端末STA1〜STA3からの送達確認フレームの返信が完了する
タイミング(以下、返信完了タイミングと呼ぶ)が同期するように、SDM送信するデー
タフレームとその送信方法とを制御する。
STA3からの送達確認フレームの返信完了タイミングが同期すればどのような方法でも
良い。なお、返信完了制御部42が行う制御方法の詳細は、後述する。
M送信先の無線端末STA1〜STA3から返信される送達確認フレームの返信開始タイ
ミングを同期させ、かつ、返信完了制御部42がデータフレームの送信先の無線端末ST
A1〜STA3から返信される送達確認フレームの返信完了タイミングを同期させる。
へデータフレームをSDM送信し、かつTXOP期間中、キャリアセンスを行うことなく
データフレームを連続して送信したとしても、アクセスポイントAPによるデータフレー
ムの送信と、アクセスポイントAPによる送達確認フレームの受信とが、重複して行われ
ることを防止することができる。
ームをSDM送信したとしても、IEEE802.11eのTXOPの概念によって、送
達確認フレームを受信したあとSIFS経過後、キャリアセンスを行うことなく、連続し
てデータフレームの送信することができ、MAC効率を向上させることができる。
を意味するものではなく、複数の無線端末からの送達確認フレームの返信開始タイミング
のずれが、SIFS(16μsec)以内であればよい。
確認フレームの受信を完了した返信完了タイミングと、最も遅く送達確認フレームの受信
を完了した返信完了タイミングとのずれが、SIFS(16μsec)以内である必要が
ある。
ずれが、SIFS(16μsec)以内としたが、例えば、データフレームのプリアンブ
ルの時間長以内とすることができる。
イミングを同期させるために、自ら複数の無線端末へ送信するデータフレームの送信完了
タイミングを同期させる。即ち、返信開始制御部41は、自ら送信するデータフレームと
その送信方法の制御を行えばよく、送信先の無線端末を制御する必要がない。
信完了タイミングを同期させるために、送信先の無線端末が送達確認フレームを返信する
際の返信方法を考慮して制御する必要がある。
び無線端末がフレームを受信したときに返信すべき送達確認フレームの種別は、受信した
フレーム種別に応じて異なる。
ムを受信した場合には、アクセスポイントおよび無線端末は、CTS(Clear To
Send)フレームを送達確認フレームとして返信する。
、データフレームのMACヘッダ内に記載されたAck Policyフィールドに応じ
て、送達確認フレームとしてACKフレームを返信するか、送達確認フレームとしてBl
ock ACKフレームを返信するか、送達確認フレームを返信しないかする。
ムを返信するとした場合であっても、Block ACKフレームには、複数の種別、即
ち、通常のBlock ACKフレームや、Compressed Block ACK
フレーム(IEEE802.11nで定義)、Multi TID Block ACK
フレーム(IEEE802.11nで定義)がある。
Policyである場合、アクセスポイントおよび無線端末は、通常のBlock AC
Kフレーム、Compressed Block ACKフレーム、あるいは、Mult
i TID Block ACKフレームのいずれかを、送達確認フレームとして返信す
る。
き送達確認フレームの種別は、受信したフレーム種別に応じて異なる。
4バイト長である。
は、152バイト長である。IEEE802.11n規格で、Compressed B
lock ACKフレームのフレームサイズは、32バイト長である。IEEE802.
11n規格で、Multi TID Block ACKフレームのフレームサイズは、
受信したデータフレームに含まれるTraffic Identifier(TID)の
数n(nは2以上の整数)とすると、(22+10n)バイト長と可変長である。
異なる。
TSフレームやBlock Ack Requestフレーム等の制御フレーム、管理フ
レームを含む)をSDM送信した場合、複数の無線端末から異なる種別であって異なるフ
レームサイズの送達確認フレームを受信する。
させたとしても、それだけでは、複数の無線端末から返信される送達確認フレームのフレ
ームサイズが異なるため、送達確認フレームの返信完了タイミングは同期しない。
無線端末でフレームが送受信される際の伝送レートが複数用意されている。
レームの種別によってフレームサイズが異なるのみならず、各無線端末が送達確認フレー
ムを返信する際の伝送レートも異なるため、アクセスポイントAPが複数の無線端末から
返信される送達確認フレームの返信完了タイミングは同期しない。
しているものの、送達確認フレームの返信完了タイミングが同期していない例を示す図で
ある。
際の伝送レートは24Mbpsで同一であるものの、無線端末STA1から返信される送
達確認フレームがAckフレーム(14バイト長)であって、無線端末STA2から返信
される送達確認フレームがBlock Ackフレーム(152バイト長)である場合を
示す。
種別はACKフレームで同一であるものの、無線端末STA1から返信される際の伝送レ
ートが24Mbpsであって、無線端末STA2から返信される際の伝送レートが6Mb
psである場合を示す。
A2)から返信される送達確認フレームの種別によってフレームサイズが異なるとの理由
、および、複数の無線端末から送達確認フレームが返信される際の伝送レートが異なると
の理由により、たとえ、複数の無線端末から返信される送達確認フレームの返信開始タイ
ミングが同期していたとしても、返信完了タイミングは同期しない。
端末へデータフレームをSDM送信し、かつTXOP期間中、キャリアセンスを行うこと
なくデータフレームを連続して送信すると、アクセスポイントAPによるデータフレーム
の送信と、アクセスポイントAPによる送達確認フレームの受信とが、重複して行われる
おそれがあり、衝突が発生してしまうおそれがある。
つTXOP期間中、キャリアセンスを行うことなくデータフレームを連続して送信するた
めには、複数の無線端末から返信される送達確認フレームの返信完了タイミングを同期さ
せることが重要である。
法とを制御することで、各送信先の無線端末に意識させることなく、各送信先の無線端末
から返信される送達確認フレームとその返信方法とを制御する。即ち、返信完了制御部4
2は、複数の無線端末へSDM送信するデータフレームとその送信方法とを制御すること
で、各送信先の無線端末から返信される送達確認フレームの受信完了タイミングを同期さ
せる。
御部44は、BA制御部45を有する。BA制御部45は、TID数制御部46を有する
。
了タイミングを同期させる際には、まず、伝送レート制御部43が、データフレームを複
数の無線端末へSDM送信するときの伝送レートを決定する。返信完了制御部42の伝送
レート制御部43は、伝送レートを決定した後、その伝送レートは、それぞれのデータフ
レームの時間長にも影響し、送達確認フレームの返信開始制御にも用いられるため、返信
開始制御部41へ通知する。
送レートを決定することによって、各無線端末から送達確認フレームを返信される際の伝
送レートを制御する。
際の伝送レートは、Basic Rate Setで定められた複数の伝送レートの中か
ら、受信したデータフレームの伝送レート以下であって、かつ最も高い伝送レートとされ
る。
Mbps,24Mbps}で定められているとする。
54Mbpsで受信した場合、無線端末STA1は、送達確認フレームを伝送レート24
Mbpsで返信する。
18Mbpsで受信した場合、無線端末STA1は、送達確認フレームを伝送レート12
Mbpsで返信する。
ける送達確認フレーム返信時の伝送レート決定の仕組みを利用し、各無線端末から返信さ
れる送達確認フレームの伝送レートが同一の伝送レートになるように、データフレームを
複数の無線端末へSDM送信するときの伝送レートを決定する。
トの中の最も高速な伝送レート以上の伝送レートを、複数の無線端末へデータフレームを
SDM送信するときの伝送レートとして決定する。
トの中の、最も高速な伝送レート以外の1つの伝送レートを第1伝送レートとし、
Basic Rate Setで定められた複数の伝送レートの中で第1伝送レートよ
りも高速な伝送レートのうち、最も低速な伝送レートを第2伝送レートとし、
第1伝送レート以上であって第2伝送レート未満の伝送レートを、複数の無線端末へデ
ータフレームをSDM送信するときの伝送レートとして決定する。このとき、送信先の複
数の無線端末からアクセスポイントAPへ、送達確認フレームが返信される際の伝送レー
トは、第1伝送レートとなる。
2Mbps,24Mbps}である場合であって、各無線端末からアクセスポイントAP
へ送達確認フレームを24Mbpsで返信させる場合、複数の無線端末へデータフレーム
をSDM送信するときの伝送レートを、24Mbps,36Mbps,48Mbps,5
4Mbpsのいずれかから決定する。
bps,48Mbps,54Mbpsのいずれか)でデータフレームを送信すれば、送信
先の各無線端末から24Mbpsで送達確認フレームが返信される。
送信先の複数の無線端末から送達確認フレームが返信される際の伝送レートを同一とする
場合であっても、伝送レート制御部43は、複数の無線端末へデータフレームをSDM送
信するときの伝送レートを、同一とする必要はなく、それぞれ上記の4種類の伝送レート
(24Mbps,36Mbps,48Mbps,54Mbpsのいずれか)の中から独立
に選択し決定することができる。
s,12Mbps,24Mbps}である場合であって、各無線端末からアクセスポイン
トAPへ送達確認フレームを6Mbpsで返信させる場合、複数の無線端末へデータフレ
ームをSDM送信するときの伝送レートを、6Mbps,9Mbpsのいずれかから選択
し決定する。
る際の伝送レートを、返信完了制御部42の伝送レート制御部43が制御することによっ
て、送信先の複数の無線端末へ意識させること無く、送信先の複数の無線端末が送達確認
フレームを返信する際の伝送レートを同一に制御することができる。
タイミングを同期させる際には、伝送レート制御部43が伝送レートを決定した後、次に
、種別制御部44が複数の無線端末へSDM送信するデータフレームの種別を決定する。
ck Requestの制御フレーム含む)の種別を決定することによって、送信先の複
数の無線端末が返信する送達確認フレームの種別を制御する。
同一、即ちフレームサイズを同一に制御する。以下では、種別制御部44の制御方法を説
明する。
ヘッダのAck Policyフィールド(以下、各Ack Policy フィールド
と呼ぶ)を決定する。
、”Block Ack”、あるいは”No Ack”のいずれかに、統一して決定する
。ここで、複数の無線端末へSDM送信する各データフレームは、種別制御部44によっ
て各Ack Policyフィールドが統一できるようなデータフレームが、予め選択さ
れていても良い。
、”Block Ack”、あるいは”No Ack”のいずれに統一して決定するかは
、どのような方法であっても良い。
の各無線端末、SDM送信する各データフレームの組み合わせ、MAC処理部30の送信
バッファに記憶されているデータ量などに応じて、各Ack Policyフィールドを
いずれに統一するかを決定する。
各無線端末は、受信したデータフレームのAck Policyフィールドに設定された
同一のAck Policyに応じて、送達確認フレームを返信する。
定されている場合は、無線端末は、アクセスポイントAPからデータフレームを受信した
あと、ACKフレームを送達確認フレームとして返信する。
されている場合は、無線端末は、アクセスポイントAPからデータフレームに続いてBl
ock Ack Requestフレームの受信したあと、Block ACKフレーム
を送達確認フレームとして返信する。
されていて、データフレームがA(Aggregated)−MPDUである場合は、無
線端末は、アクセスポイントAPからデータフレーム(A−MPDU)を受信したあと、
Block ACKフレームを送達確認フレームとして返信する。
いる場合は、無線端末は、送達確認フレームを返信しない。
k Ack”に統一した場合、送信先の各無線端末からは送達確認フレームとしてBlo
ck ACKフレームが返信されるものの、Block ACKフレームの種別は複数あ
る。
k”に統一して決定した場合、更に、BA制御部45が各無線端末から返信されるBlo
ck ACKフレームの種別を同一にする制御を行う。
ら返信されるBlock Ackフレームの種別を、通常のBlock ACKフレーム
、Compressed Block ACKフレーム、あるいはMulti TID
Block ACKフレームのいずれかに統一する制御を行う。
−MPDU)を各無線端末へSDM送信した場合には、その各無線端末から返信される送
達確認フレームは、常にCompressed Block ACKフレームとなる。つ
まり、各無線端末へSDM送信するデータフレームをBA制御部45にてAggregat
eされたA−MPDUフレームにて送信するように制御することで、各無線端末から返信
される送達確認フレームを、Compressed Block Ackフレームに制御
することができる。
Requestフレームを受信したあとに、アクセスポイントAPへ送達確認フレームを
返信する。そのため、アクセスポイントAPのBA制御部45は、Block Ack
Requestフレームを各無線端末へ送信する際に、Block Ack Reque
stフレームのMACヘッダを使用して、いずれの種別のBlock ACKフレームで
返信させるかをIEEE802.11規格の範疇において制御する。
れの種別のBlock ACKフレームで返信を要求するかを指定することが可能である
。
A2が送受信するフレームを示す図である。
licyフィールドが“Normal Ack”のデータフレーム(Down Data
)をSDM送信し、無線端末STA1、STA2から返信される送達確認フレームの種別
をACKフレームに統一した場合のフレームの送受信を示す図である。
Data)を受信した後SIFS経過後に、ACKフレームを送達確認フレームとして
返信する。
licyフィールドが“Block Ack”のデータフレーム(Down Data)
をSDM送信し、続けてBlock Ack Requestを送信することによって、
無線端末STA1、STA2から返信される送達確認フレームの種別をCompress
ed Block Ackフレームに統一した場合のフレームの送受信を示す図である。
questを受信した後SIFS経過後に、Compressed Block Ack
フレームを送達確認フレームとして返信する。
ームの種別が、それぞれ同一になるような方法であればどのようなものであっても良い。
Block ACKフレームは、IEEE802.11n規格で新規に定義されたフレ
ームである。そのため、アクセスポイントAPがデータフレームをSDM送信する複数の
無線端末にIEEE802.11n規格に未対応の無線端末が含まれている場合は、BA
制御部45は、各無線端末から返信されるBlock Ackフレームの種別を、通常の
Block ACKフレームで統一する。
するFragment化を前提としていないデータフレームに対する送達確認フレームで
ある。そのため、BA制御部45が各無線端末からのBlock Ackフレームの種別
をCompressed Block ACKフレームに統一するように制御した場合、
アクセスポイントAPから各無線端末へSDM送信されるデータフレームは、Fragm
ent化されない。
“Block Ack”のデータフレームをSDM送信した際に、BA制御部45が各無
線端末から返信される送達確認フレームの種別をMulti TID Block Ac
kフレームに統一する場合について、説明する。
TID Block Ackフレームに統一する場合、更に、TID数制御部46が、各
無線端末から返信されるMulti TID Block ACKフレームのTID数を
同一にする制御を行う。
Ack Request等IEEE802.11無線LANの規格の範疇にてSDM送信
するデータフレームを制御することで指定可能である。
する際に、各無線端末へのデータフレームの送信が完了するタイミング同期させるのみな
らず、各無線端末へ送信するデータフレームの種別や、データフレームを送信する際の伝
送レート、データフレームのMACヘッダのMac Policyフィールド、Bloc
k Ack Requestで要求するBlock Ackフレームの種別およびMul
ti TID Block ACKフレームのTID数など、を制御することによって、
各無線端末に特別な処理を要求することなく、各無線端末からの送達確認フレームの返信
が完了するタイミングを同期させることができる。
無線端末へデータフレームをSDM送信したときに、その複数の無線端末から返信される
送達確認フレームの受信完了タイミングの同期を計ることが可能になる。そのため、たと
え、アクセスポイントAPが、複数の無線端末に対してSDM方式によって同時に、かつ
同一の周波数チャネルを使用して、データフレームを送信しながら、かつ、IEEE80
2.11e規格で規定されるTXOPの概念を使用したデータフレームの連続送信を行っ
たとしても、アクセスポイントAPがデータフレームの送信タイミングと、アクセスポイ
ントAPが送達確認フレームを受信するタイミングが重複し衝突が発生することを防止す
ることができる。よって、第1の実施形態に係るアクセスポイントAPは、複数の無線端
末へデータフレームをSDM送信しながら、TXOPの概念を使用し、キャリアセンスを
行うことなく連続したデータフレームを送信することができ、MAC効率の向上を実現で
きる。
EE802.11e,IEEE802.11n含む)規格に準拠して、アクセスポイント
APからSDM送信されたデータフレームを受信したあとSIFS経過後に送達確認フレ
ームを送信するだけで、アクセスポイントAPは、同時に、かつ同一周波数チャネルでデ
ータフレーム送信したにもかかわらず、各無線通信端末から返信される送達確認フレーム
の受信完了時間を同期させることができる。
データフレームをSDM送信する際に、そのデータフレームと送信方法とを制御するだけ
で、各無線端末に対してなんら特別な情報を通知することがないため、各無線端末は何ら
新たな処理部の追加等を必要としない。
11規格を有効に活用した制御を行い、その制御に従って、データフレームを複数の無線
端末へ送信することによって、各無線端末に何ら意識させることなく、所望の送達確認フ
レームの返信させることを可能とし、各無線通信端末から返信される送達確認フレームの
受信完了タイミングを同期させることが可能となる。
タフレーム同時に送信する(多重化して送信する)際に、SDM方式を採用するものとし
、同時に、かつ同一の周波数チャネルを使用して、データフレームを送信するものとして
説明した。
データフレームを多重化して送信する際に、SDM方式以外の多重方式、例えば、FDM
(Frequency Division Multiplexing)方式やCDM(
Code Division Multiplexing)方式を採用することができる
。
がら、TXOPの概念を使用し、キャリアセンスを行うことなく連続したデータフレーム
を送信することができ、MAC効率の向上を実現できる。
ェアとして用いることでも実現することが可能である。すなわち、MAC処理部30、制
御部40(返信開始制御部41、返信完了制御部42、伝送レート制御部43、種別制御
部44、BA制御部45、およびTID数制御部46を含む)、および多重化部50は、
上記のコンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実
現することができる。このとき、アクセスポイントAPは、上記のプログラムをコンピュ
ータ装置にあらかじめインストールすることで実現してもよいし、CD−ROMなどの記
憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記のプログラムを配布して、このプ
ログラムをコンピュータ装置に適宜インストールすることで実現してもよい。また、MA
C制御部40の送信バッファ(図示せず)は、上記のコンピュータ装置に内蔵あるいは外
付けされたメモリ、ハードディスクもしくはCD−R、CD−RW、DVD−RAM、D
VD−Rなどの記憶媒体などを適宜利用して実現することができる。
第1の実施の形態に係る無線システムでは、アクセスポイントAPが複数の無線端末へ
データフレームをSDM送信する際に、アクセスポイントAPがデータフレームとその送
信方法とを制御することによって、各無線端末に何ら意識させることなく、各無線端末か
ら返信される送達確認フレームの受信完了タイミングを同期させることを可能とする。
、明示的に送達確認フレームの返信方法の指定することによって、各無線端末から返信さ
れる送達確認フレームの受信完了タイミングを同期させることを可能とする。
するため、アクセスポイントAPが複数の無線端末へデータフレームをSDM送信する際
に、どのようなデータフレームを、どのような送信方法で送信するかを、制約なく自由に
決定することができる。
ポイントAPと比較して、制御部140の動作が異なる。なお、第2の実施形態に係る制
御部140は、第1の実施形態に係る返信開始制御部41と同等の機能を有するものとす
る。
信する際に、あるいは、アクセスポイントAPが複数の無線端末へデータフレームをSD
M送信する前に(事前に)、その複数の無線端末から返信された送達確認フレームの返信
完了タイミングが同期するように、各無線端末の送達確認フレームの返信方法を決定する
。制御部140は、アクセスポイントAPがSDM送信するデータフレームごとに、送達
確認フレームの返信方法、例えば、伝送レートやAck Policy等を決定する。
法を、各無線端末へ通知し、各無線端末から返信される送達確認フレームの返信完了タイ
ミングを同期させる。
に、送達確認フレームの返信方法を各無線端末へ通知しても良い。また、アクセスポイン
トAPは、複数の無線端末へデータフレームをSDM送信する前にまえもって(Asso
ciation時など)送達確認フレームの返信方法を各無線端末へ通知しても良い。さ
らにまた、アクセスポイントAPは、定期的に送達確認フレームの返信方法を各無線端末
へ通知しても良い。
ータフレームをSDM送信する際に、各無線端末に対して、明示的に送達確認フレームの
返信方法を通知する。各無線端末は、アクセスポイントAPから通知された返信方法に従
って、送達確認フレームを返信する。このようにアクセスポイントAPと各無線端末が動
作することで、送達確認フレームの受信完了タイミングを同期させる。
法”を通知する方法の3つの例を説明する。
DM送信する都度、送信する各データフレームのMACヘッダフィールドに、“送達確認
フレームの返信方法”を記載し、そのデータフレームをSDM送信する。なお、現在のI
EEE802.11規格では、データフレームのMACヘッダに、“送達確認フレームの
返信方法”を記載するフィールドは定義されていないため、今後策定される規格で定義す
ることとする。
ワーク開設中に同一ネットワークに接続する無線端末へ、“送達確認フレームの返信方法
”を通知する。このとき、アクセスポイントAPは、Broadcastフレーム(たと
えば、BeaconフレームやProbe Responseフレームなどの報知フレー
ム)に、“送達確認フレームの返信方法”を記載して、同一ネットワーク内に接続するす
べての無線端末へ送信する。
ワーク開設中に同一ネットワークに接続する無線端末へ、Multicastフレームを
用いて、それぞれ、複数の無線端末からなるグループごとに、“送達確認フレームの返信
方法”の事前通知を行う。
レームの返信方法”を事前通知する場合は、アクセスポイントAPは、ネットワークに接
続するすべての無線端末に、同一の“送達確認フレームの返信方法”を指定することがで
きる。
レームの返信方法”を事前通知する場合は、アクセスポイントAPは、一度にデータフレ
ームをSDM送信する複数の無線端末のグループ(以下、SDMグルーピングと呼ぶ)ご
とに、“送達確認フレームの返信方法”を指定することができる。
イントAPは、SDMグルーピング毎に、送達確認フレームの返信方法を指定できるため
、臨機応変な制御が可能である。なお、第3の通知方法では、SDMグルーピングが変更
になるたびに、アクセスポイントAPは、“送達確認フレームの返信方法”を通知する必
要がある。
方法(さらに第2、第3の通知方法を採用していても良い)によって“送達確認フレーム
の返信方法”を各無線端末へ通知する方法を採用した場合の構成である。
信方法”を各無線端末へ通知する方法を採用した場合は、アクセスポイントAPの構成は
、制御部140と多重化部50が直接接続される必要はなく、たとえば、図8に示す構成
であっても良い。
タイミングが同期するように、各無線端末に対して“送達確認フレームの返信方法”を通
知する際の、制御部140の動作を説明する。
ートとを決定する。なお、送達確認フレームの種別と、送達確認フレームを返信する際の
伝送レートとについては、第1の実施形態で説明した。
末へSDM送信するデータフレームに対して、そのデータフレームのMACヘッダフィー
ルドに、{送達確認フレーム=ACKフレーム,送達確認フレームの伝送レート=24M
bps}と記載する。
信するBroadcastフレームやMulticastフレームに、{送達確認フレー
ム=Block ACKフレーム,送達確認フレームの伝送レート=9Mbps}と記載
する。
その送達確認フレームを返信する際の伝送レートを、無線端末ごと、あるいはSDMグル
ーピングごと、ネットワークごとに、明示的に通知して制御することで、アクセスポイン
トAPが各無線端末へデータフレームをSDM送信する際に、そのデータフレームの種別
や、そのデータフレームを送信する際の伝送レートを、独立に選択・設定することができ
る。
無線端末へ明示的に送達確認フレームの返信方法を通知することで、アクセスポイントA
Pが複数の無線端末へデータフレームをSDM送信したときに、その複数の無線端末から
返信される送達確認フレームの受信完了タイミングの同期を計ることが可能になる。
って同時に、かつ同一の周波数チャネルを使用して、データフレームを送信しながら、か
つ、IEEE802.11e規格で規定されるTXOPの概念を使用したデータフレーム
の連続送信を行ったとしても、アクセスポイントAPがデータフレームの送信タイミング
と、アクセスポイントAPが送達確認フレームを受信するタイミングが重複し衝突が発生
することを防止することができる。
ームをSDM送信しながら、TXOPの概念を使用し、キャリアセンスを行うことなく連
続したデータフレームを送信することができ、MAC効率の向上を実現できる。
、HT Controlフィールドと呼ばれる32バイトのフィールドがフレームの種別
(送達確認フレームを含む)に関係なくフレームに付加することが可能とされている。
する送達確認フレームに、HT Controlフィールドを付加するか否かを任意に決
定することができてしまう。
および送達確認フレームを返信する際の伝送レートを指定したとしても、各無線端末から
返信される送達確認フレームの返信完了タイミングが同期しない恐れがある。
2.11n規格に準拠するネットワークでは、送達確認フレームの種別と、その送達確認
フレームを返信する際の伝送レートとの他に、送達確認フレームにHT Control
フィールドの付加の禁止、あるいは、HT Controlフィールドを常に付加する通
知を行っても良い。
ていて、各無線端末が送達確認フレームに任意にHT Controlフィールの付加が
可能であったとしても、各無線端末からアクセスポイントAPへ返信される送達確認フレ
ームの返信完了タイミングを同期させることができる。
1と同等の機能を有するものとした。
レームの種別と、その送達確認フレームを返信する際の伝送レートと、HT Contr
olフィールドの付加の有無との他に、第1の実施形態に係る返信開始制御部41と同等
の機能を有する代わりに、各無線端末へ、明示的に、送達確認フレームの返信開始タイミ
ングを通知することとしてもよい。
認フレームの種別と、その送達確認フレームを返信する際の伝送レートと、HT Con
trolフィールドの付加の有無とを、明示的に各無線端末へ通知することで、各無線端
末からの送達確認フレームの返信完了タイミングを同期させるものとした。
無線端末へ、明示的に、送達確認フレームの返信完了タイミングを通知することとしても
よい。
アクセスポイントAPから通知された送達確認フレームの返信完了タイミングと、実際に
自身が返信する送達確認フレームの返信完了タイミングと、を合わせるように制御する。
DM送信した場合であっても、各無線端末から返信される送達確認フレームの返信加療タ
イミングを同期させることができる。
イントAPから通知された返信完了タイミングと同期さえしていれば、どのような種別の
送達確認フレームを送信しても、その送達確認フレームをどのような返信方法(例えば、
伝送レート、送達確認フレームの返信開始タイミングなど)で返信しても良い。
様に、アクセスポイントAPは、複数の無線端末に対してデータフレームを多重化して送
信する際に、SDM方式以外の多重方式、例えば、FDM(Frequency Div
ision Multiplexing)方式やCDM(Code Division
Multiplexing)方式を採用することができる。
旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示され
ている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実
施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実
施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
STA1、STA2、STA3・・・無線端末
10・・・アンテナ部
20・・・送受信処理部
30・・・MAC処理部
40、140、240・・・制御部
41・・・返信開始制御部
42・・・返信完了制御部
43・・・伝送レート制御部
44・・・種別制御部
45・・・BA制御部
46・・・TID数制御部
Claims (17)
- 第1データフレームおよび第2データフレームを多重化して送信する送信手段と、
前記第1データフレームに対する第1送達確認フレームおよび前記第2データフレームに対する第2送達確認フレームを受信する受信手段と、
前記送信手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第1送達確認フレームの受信を完了するタイミングと前記第2送達確認フレームの受信を完了するタイミングとが同期するように、前記第1データフレームとその送信方法および前記第2データフレームとその送信方法を制御し、
前記第1送達確認フレームとその返信方法は、前記第1データフレームとその送信方法から決定され、
前記第2送達確認フレームとその返信方法は、前記第2データフレームとその送信方法から決定される無線通信装置。 - 前記第1データフレームとその送信方法、および前記第1送達確認フレームとその返信方法から、前記第1送達確認フレームの受信を完了するタイミングが決定され、
前記第2データフレームとその送信方法、および前記第2送達確認フレームとその返信方法から、前記第2送達確認フレームの受信を完了するタイミングが決定される請求項1に記載の無線通信装置。 - 前記制御手段は、
前記第1送達確認フレームの返信が開始されるタイミングと、前記第2送達確認フレームの返信が開始されるタイミングとを同期させる第1制御部と、
前記第1送達確認フレームのフレーム時間長と、前記第2送達確認フレームのフレーム時間長との差を、所定時間以下とする第2制御部とを備える請求項1または請求項2に記載の無線通信装置。 - 前記第2制御部は、
前記第1送達確認フレームが返信されるときの伝送レートと、前記第2送達確認フレームが返信されるときの伝送レートとを共通とする第3制御部と、
前記第1送達確認フレームの種別と、前記第2送達確認フレームの種別とを同一とする第4制御部とを備える請求項3に記載の無線通信装置。 - Basic Rate Setで定められた複数の伝送レートの中の最も高速な伝送レート以上の伝送レートを、前記第1および第2データフレームを多重化して送信するときの伝送レートとする請求項4に記載の無線通信装置。
- Basic Rate Setで定められた複数の伝送レートの中の、最も高速な伝送レート以外の伝送レートを第1伝送レートとし、
Basic Rate Setで定められた複数の伝送レートの中で前記第1伝送レートよりも高速な伝送レートのうち、最も低速な伝送レートを第2伝送レートとし、
前記第3制御部は、前記第1伝送レート以上であって前記第2伝送レート未満の伝送レートを、前記第1および第2データフレームを多重化して送信するときの伝送レートとするか、
Basic Rate Setで定められた複数の伝送レートの中で、最も高速な伝送レート以上の伝送レートを、前記第1および第2データフレームを多重化して送信するときの伝送レートとする請求項4に記載の無線通信装置。 - 電波を送受信するアンテナを更に具備する請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の無線通信装置。
- 第1データフレームに対する第1送達確認フレームの受信を完了するタイミングと第2データフレームに対する第2送達確認フレームの受信を完了するタイミングとが同期するように、前記第1および第2送達確認フレームを制御するための通知情報を生成する生成手段と、
前記通知情報と、前記第1および第2データフレームを送信する送信手段と、
前記第1および第2送達確認フレームを受信する受信手段とを備え、
前記送信手段は、前記第1および第2データフレームを多重化して送信し、
前記第1および第2送達確認フレームは、前記通知情報にもとづいて定まるフレーム時間長を有する無線通信装置。 - 前記通知情報は、
前記第1および第2送達確認フレームの種別と、
前記第1および第2送達確認フレームを返信するときの伝送レートと、
前記第1および第2送達確認フレームに対して、情報フィールドを追加することを禁止するか、情報フィールドを追加するかを指定する情報と、
前記第1および第2送達確認フレームの返信を完了するタイミングと、
の中から、少なくとも1つ以上を含む請求項8に記載の無線通信装置。 - 前記通知情報は、前記第1および第2送達確認フレームの種別と、前記第1および第2送達確認フレームを返信するときの伝送レートと、前記第1および前記第2送達確認フレームに対して、情報フィールドを追加することを禁止するか、情報フィールドを追加するかを指定する情報とを含む請求項8に記載の無線通信装置。
- 前記通知情報は、前記第1および前記第2送達確認フレームの返信を開始するタイミングと、前記第1および前記第2送達確認フレームの返信を完了するタイミングとを含む請求項8に記載の無線通信装置。
- 前記通知情報は、前記第1および第2送達確認フレームの種別と、前記第1および第2送達確認フレームを返信するときの伝送レートと、前記第1および第2送達確認フレームに対して、情報フィールドを追加することを禁止するか、情報フィールドを追加するかを指定する情報と、前記第1および第2送達確認フレームの返信を開始するタイミングとを含む請求項8に記載の無線通信装置。
- 前記送信手段は、BroadcastフレームあるいはMulticastフレームによって、前記通知情報を送信する請求項8乃至請求項12のいずれか1項に記載の無線通信装置。
- 前記第1および第2データフレームは、前記通知情報を含む請求項8乃至請求項13のいずれか1項に記載の無線通信装置。
- 電波を送受信するアンテナを更に具備する請求項8乃至請求項14のいずれか1項に記載の無線通信装置。
- 無線通信装置の制御方法であって、
第1データフレームに対する第1送達確認フレームの受信を完了するタイミングと第2データフレームに対する第2送達確認フレームの受信を完了するタイミングとが同期するように、前記第1データフレームとその送信方法および前記第2データフレームとその送信方法を制御し、
前記第1および第2データフレームを多重化して送信し、
前記第1および第2送達確認フレームを受信し、
前記第1送達確認フレームとその返信方法は、前記第1データフレームとその送信方法から決定され、
前記第2送達確認フレームとその返信方法は、前記第2データフレームとその送信方法から決定される無線通信装置の制御方法。 - 無線通信装置の制御方法であって、
第1データフレームに対する第1送達確認フレームの受信を完了するタイミングと第2データフレームに対する第2送達確認フレームの受信を完了するタイミングとが同期するように、前記第1および第2送達確認フレームを制御するための通知情報を生成し、
前記通知情報と、前記第1および第2データフレームを送信し、
前記第1および第2送達確認フレームを受信し、
前記第1および第2データフレームは多重化して送信され、
前記第1および第2送達確認フレームは、前記通知情報にもとづいて定まるフレーム時間長を有する無線通信装置の制御方法。
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