JP7306525B2 - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents
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Description
1.はじめに
2.システムおよび装置の構成
3.第1の実施形態
3.1.装置の機能
3.2.処理の流れ
3.3.第1の実施形態のまとめ
4.第2の実施形態
4.1.装置の機能
4.2.処理の流れ
4.3.第2の実施形態のまとめ
5.応用例
6.むすび
まず、本開示の各実施形態に係る無線通信装置に関連する技術について説明する。当該技術としては、上述した多元接続通信技術がある。多元接続通信技術には、AP(Access Point)から複数のSTA(Station)へ信号を同時に送信するダウンリンク(以下、DL(Down Link)とも称する。)多元接続通信、および複数のSTAからAPへ信号を同時に送信するアップリンク多元接続通信がある。ここで、ダウンリンク多元接続通信であるダウンリンクMU-MIMO通信については、既に通信規格(IEEE802.11ac)において規定されている。他方で、アップリンク多元接続通信については、通信規格においてまだ検討中であり、規定されていない。これは、無線LAN通信は、ランダムアクセス方式の通信システムである一方、アップリンク多元接続通信は、特定の複数のSTAが同時に通信を行う、いわばコントロールアクセス方式の通信に近い性質を有しているためである。検討段階では、アップリンク多元接続通信を許可するSTAおよび通信期間などを指定するためのトリガフレームなどを用いて実現することが考えられている。
次に、本開示の各実施形態に係る無線通信システムおよび当該無線通信システムを実現するための無線通信装置の構成について説明する。まず、図1を参照して、当該無線通信システムの構成について説明する。図1は、本開示の各実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。
データ処理部110は、データに対して送受信のための処理を行う。具体的には、データ処理部110は、通信上位層からのデータに基づいてフレーム(またはパケット)を生
成し、生成されるフレームを後述する信号処理部121に提供する。例えば、データ処理部110は、データからフレームを生成し、生成されるフレームにメディアアクセス制御(MAC:Media Access Control)のためのMACヘッダの付加および誤り検出符号の付加などの処理を行う。また、データ処理部110は、受信されるフレームからデータを抽出し、抽出されるデータを通信上位層に提供する。例えば、データ処理部110は、受信されるフレームについて、MACヘッダの解析、符号誤りの検出および訂正、ならびにリオーダ処理などを行うことによりデータを取得する。
無線通信部120は、図2に示したように、信号処理部121、チャネル推定部122、無線インタフェース部123および増幅部124を備える。
ス部123に提供する。例えば、増幅部124はパワーアンプモジュールなどで実現される。なお、増幅部124の送信電波の増幅機能および受信電波の増幅機能のうちのいずれかまたは両方が無線インタフェース部123に内包されてもよい。
制御部130は、STA100の動作を全体的に制御する。具体的には、制御部130は、各機能間の情報の受け渡し、通信パラメタの設定、およびデータ処理部110におけるフレームのスケジューリングなどの処理を行う。特に、制御部130は、トラフィック情報の要求に対するトラフィック情報の応答、AP200から指定されるトラフィックの送信などを制御する。また、無線通信装置がAP200として動作する場合、制御部230は、トラフィック情報の要求、トラフィック情報に基づく送信を許可するSTA100およびトラフィックの指定などを制御する。
次に、本開示の第1の実施形態について説明する。第1の実施形態では、AP200-1はトラフィック情報をSTA100-1(第1の無線通信装置)へ要求し、STA100-1はAP200-1からの要求に応じてトラフィック情報を通知する。そして、AP200-1は、通知されるトラフィック情報に基づいて多元接続通信グループを形成する。
まず、本実施形態に係る無線通信装置としてのSTA100-1およびAP200-1の各機能について説明する。
AP200-1は、トラフィック情報をSTA100-1へ要求する。具体的には、制御部230は、トラフィック情報の要求を示すフレーム(以下、トラフィック情報要求フレームとも称する。)の送信を制御する。例えば、制御部230は、多元接続通信を実行する場合に、送信を要求するトラフィックを示す情報(以下、要求トラフィック情報とも称する。)が格納されるトラフィック情報要求フレームをデータ処理部210に生成させ、生成されるトラフィック情報要求フレームが無線通信部220により送信される。トラフィック情報要求フレームは、STA100-1へ個別に送信されてもよく、ブロードキャストもしくはマルチキャストまたは多元接続通信を用いて送信されてもよい。
STA100-1は、AP200-1からの要求に応じてトラフィック情報を通知する。具体的には、制御部130は、受信されるトラフィック情報要求フレームに応じて、トラフィック情報が格納されるフレーム(以下、トラフィック情報応答フレームとも称する。)の送信を制御する。例えば、制御部130は、トラフィック情報要求フレームが受信されると、トラフィック情報要求フレームにより要求されるトラフィックが送信バッファなどに保持されているかを判定する。要求されるトラフィックが保持されていると判定されると、制御部130は、保持されているトラフィックの有無または量を示すトラフィック情報を生成する。そして、制御部130は、生成されるトラフィック情報が格納されるトラフィック情報応答フレームをデータ処理部110に生成させ、生成されるトラフィック情報応答フレームが無線通信部120により送信される。
130は、第1または第2のアクセスカテゴリに該当するトラフィックの有無または量を判定する。そして、制御部130は、判定されたトラフィックの有無または量を示す情報をデータ処理部110にトラフィック情報応答フレームの特定の情報エレメントに格納させる。例えば、必須ACに属するトラフィックの有無の要求を示すビット情報が、図4Aに示したようなAC_BK、AC_BE、AC_VI、AC_VOといった情報エレメントに格納される。また、任意ACに属するトラフィックの有無の要求を示すビット情報が、図4Aに示したような情報エレメントのAC_A_VI、AC_A_VOといったフィールドに格納される。なお、ビット情報の代わりに、各アクセスカテゴリに該当するトラフィックの量を示す情報が格納されてもよい。
AP200-1は、トラフィック情報に基づいて多元接続させるSTA100-1を特定する。具体的には、制御部230は、STA100-1から通知されるトラフィック情報に基づいて送信を許可するトラフィックを決定する。そして、制御部230は、送信が許可されるトラフィックを有するSTA100-1を多元接続通信グループのメンバとして決定する。例えば、制御部230は、以下で説明するようにトラフィック情報を用いて所定のトラフィックを有するSTA100-1を判定し、判定されたSTA100-1を多元接続通信(例えば空間分割多元接続通信)グループのメンバとして決定する。
であるかを判定する。例えば、制御部230は、トラフィック情報が示すトラフィックの総量が閾値以上であるかを判定する。なお、閾値の代わりに、他のSTA100-1との相対比較が用いられてもよい。例えば、STA100-1のグループは、トラフィックの総量についてのランキングにおける上位グループと下位グループとに分けられ、STA100-1がいずれのグループに属するかを判定してもよい。
AP200-1は、特定されたSTA100-1へ送信許可に係るフレームを送信する。具体的には、制御部230は、多元接続通信グループのメンバであるSTA100-1宛ての送信許可フレームをデータ処理部210に生成させる。そして、生成される送信許可フレームが無線通信部220により送信される。例えば、制御部230は、多元接続通信グループのメンバとして決定されたSTA100-1宛てのトリガフレームをデータ処理部210に生成させる。そして、無線通信部220は、生成されたトリガフレームを送信する。
STA100-1は、送信許可に係るフレームに基づいてフレームの送信を制御する。具体的には、制御部130は、受信される送信許可フレームに格納される通信パラメタに基づいてトラフィック情報に係るフレームの送信の制御を行う。例えば、データ処理部110は、トリガフレームが受信されると、トリガフレームに格納される情報の示す送信許可の対象が自身のSTA100-1であるかを判定する。送信許可の対象が自身のSTA100-1であると判定されると、データ処理部110は、トリガフレームに格納される通信パラメタ情報および指定トラフィック情報を取得し、制御部130は、取得された通信パラメタ情報に基づいて、送信電力およびMCS(Modulation and Coding Set)などの通信パラメタを設定する。そして、制御部130は、取得された通信パラメタ情報の示す送信期間が到来すると、指定トラフィック情報により指定されるトラフィックが格納されるフレームをデータ処理部110に生成させ、生成されるフレームが無線通信部120により送信される。このような処理が送信許可対象である他のSTA100-1においても同様に実行される。その結果、各STA100-1から送信されるフレームが多重化され、多元接続通信が実現される。
次に、図5を参照して、本実施形態に係る無線通信システムの処理の流れについて説明する。図5は、本実施形態に係る無線通信システムの処理の例を概念的に示すシーケンス図である。
まず、図6を参照して、AP200-1の処理の全体について説明する。図6は、本実施形態に係るAP200-1の処理の全体の例を概念的に示すフローチャートである。
00-1を選択する(ステップS404)。具体的には、データ処理部210は、受信されたトラフィック情報応答フレームからトラフィック情報を取得し、制御部230は、取得されたトラフィック情報に基づいて多元接続通信を許可するトラフィックおよびSTAを決定する。なお、詳細については後述する。
成する。なお、当該要求トラフィック情報に許容遅延時間の閾値を示す情報が格納されてもよい。
00-1を多元接続通信グループのメンバとして選択する。
次に、図10を参照して、STA100-1の処理の全体について説明する。図10は、本実施形態に係るSTA100-1の処理の全体の例を概念的に示すフローチャートである。
の有無または量を示すトラフィック情報を生成する。
るかを判定する(ステップS522)。具体的には、制御部130は、指定トラフィック情報の示すトラフィックをサーチすることにより、当該トラフィックがバッファされているかを判定する。
このように、本開示の第1の実施形態によれば、AP200-1は、トラフィック情報の要求を示す要求フレームを送信し、トラフィック情報が格納される応答フレームを受信する。そして、AP200-1は、受信される応答フレームに格納されるトラフィック情報に基づいて特定される多元接続させるSTA100-1宛ての送信許可に係るフレームの送信を制御する。また、STA100-1は、上記要求フレームを受信し、受信される要求フレームに応じて応答フレームを送信する。そして、STA100-1は、応答フレームの送信後に受信される送信許可に係るフレームに格納される多元接続に係る通信パラメタに基づいてトラフィック情報に係るフレームの送信を制御する。
ラフィックを含む。ここで、トラフィックは破棄されると、当該トラフィックが再送される場合には、再送についてオーバヘッドがかかる。また、当該トラフィックが再送されない場合には、トラフィックを利用した処理に支障をきたすことになる。そこで、本実施形態に係る無線通信システムは、破棄されるまでの時間が短いトラフィックほど、優先的に多元接続通信で伝送させられやすくする。それにより、トラフィックの伝送にかかるオーバヘッドまたはトラフィックの伝送失敗を抑制することが可能となる。
次に、本開示の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、AP200-1は、トラフィック情報に基づく多元接続通信の結果に基づいて、多元接続通信グループを変更する。
まず、本実施形態に係る無線通信装置としてのSTA100-2およびAP200-2の各機能について説明する。なお、第1の実施形態に係る機能と実質的に同一である機能については説明を省略する。
AP200-2は、多元接続通信において、指定されるトラフィックと異なるトラフィックが格納されたフレームが受信されると、当該フレームの送信元を送信許可対象から外す。具体的には、制御部230は、多元接続通信において受信されたフレームに格納されるトラフィックがトリガフレームを用いて通知した指定トラフィック情報の示すトラフィックであるかを判定する。受信されたフレームに格納されるトラフィックが指定されるトラフィックと異なる場合、制御部230は、当該フレームの送信元であるSTA(以下、異分子STAとも称する。)100-2を多元接続通信グループから除外する。そのため、除外されたSTA100-2のみが有するトラフィックが指定トラフィック情報で指定されていた場合、当該トラフィックが指定トラフィック情報から除外される。変更された送信許可対象は、送信許可フレームを用いて多元接続通信グループのメンバであるSTA100-1へ通知される。
次に、図13を参照して、本実施形態に係る無線通信システムの処理の流れについて説明する。図13は、本実施形態に係る無線通信システムの処理の例を概念的に示すシーケンス図である。
続いて、図14を参照して、AP200-2の処理の全体について説明する。図14は、本実施形態に係るAP200-2の処理の全体の例を概念的に示すフローチャートである。なお、第1の実施形態に係る処理と実質的に同一である処理については説明を省略する。
このように、本開示の第2の実施形態によれば、AP200-2は、指定トラフィック
情報が示すトラフィックと異なるトラフィックが格納されたフレームの送信元を送信許可の対象から除外する。このため、異分子STA100-2と異なる他のSTA100-2の有するトラフィックを優先して伝送させることができる。従って、トラフィックの特性に基づく多元接続通信が妨げられることを回避することが可能となる。
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用可能である。例えば、STA100は、スマートフォン、タブレットPC(Personal Computer)、ノートPC、携帯型ゲーム端末若しくはデジタルカメラなどのモバイル端末、テレビジョン受像機、プリンタ、デジタルスキャナ若しくはネットワークストレージなどの固定端末、又はカーナビゲーション装置などの車載端末として実現されてもよい。また、STA100は、スマートメータ、自動販売機、遠隔監視装置又はPOS(Point Of Sale)端末などの、M2M(Machine To Machine)通信を行う端末(MTC(Machine Type Communication)端末ともいう)として実現されてもよい。さらに、STA100は、これら端末に搭載される無線通信モジュール(例えば、1つのダイで構成される集積回路モジュール)であってもよい。
図15は、本開示に係る技術が適用され得るスマートフォン900の概略的な構成の一例を示すブロック図である。スマートフォン900は、プロセッサ901、メモリ902、ストレージ903、外部接続インタフェース904、カメラ906、センサ907、マイクロフォン908、入力デバイス909、表示デバイス910、スピーカ911、無線通信インタフェース913、アンテナスイッチ914、アンテナ915、バス917、バッテリー918及び補助コントローラ919を備える。
有していてもよい。
図16は、本開示に係る技術が適用され得るカーナビゲーション装置920の概略的な構成の一例を示すブロック図である。カーナビゲーション装置920は、プロセッサ921、メモリ922、GPS(Global Positioning System)モジュール924、センサ925、データインタフェース926、コンテンツプレーヤ927、記憶媒体インタフェース928、入力デバイス929、表示デバイス930、スピーカ931、無線通信インタフェース933、アンテナスイッチ934、アンテナ935及びバッテリー938を備える。
たカーナビゲーション装置920の各ブロックへ電力を供給する。また、バッテリー938は、車両側から給電される電力を蓄積する。
図17は、本開示に係る技術が適用され得る無線アクセスポイント950の概略的な構成の一例を示すブロック図である。無線アクセスポイント950は、コントローラ951、メモリ952、入力デバイス954、表示デバイス955、ネットワークインタフェース957、無線通信インタフェース963、アンテナスイッチ964及びアンテナ965を備える。
以上、本開示の第1の実施形態によれば、多元接続通信が行われる際に、収集されたトラフィック情報に基づいて多元接続通信グループを形成することができる。すなわち、トラフィックを考慮して多元接続通信グループが形成される。そのため、優先度または緊急性などのトラフィックの特性について公平性を確保することができる。従って、無線LAN通信におけるトラフィックの伝送の支障を抑制することが可能となる。
たが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、指定トラフィック情報はSTA100に通知されず、STA100は送信許可フレームが受信されると、要求に対して応答したトラフィック情報に係るトラフィックを有するフレームを送信してもよい。
(1)
トラフィック情報の要求を示す要求フレームを送信する送信部と、
前記トラフィック情報が格納される応答フレームを受信する受信部と、
受信される前記応答フレームに格納される前記トラフィック情報に基づいて特定される多元接続させる第1の無線通信装置宛ての送信許可に係るフレームの送信を制御する制御部と、
を備える無線通信装置。
(2)
前記トラフィック情報は、特定のトラフィックの有無を示す情報を含む、
前記(1)に記載の無線通信装置。
(3)
前記特定のトラフィックは、特定の優先度に応じたトラフィックを含む、
前記(2)に記載の無線通信装置。
(4)
前記特定のトラフィックは、伝送についての緊急性に関わるトラフィックを含む、
前記(2)または(3)に記載の無線通信装置。
(5)
前記緊急性に関わるトラフィックは、破棄されるまでの時間が閾値以下であるトラフィックを含む、
前記(4)に記載の無線通信装置。
(6)
前記緊急性に関わるトラフィックは、許容される遅延が閾値以下であるトラフィックを含む、
前記(4)または(5)に記載の無線通信装置。
(7)
前記緊急性に関わるトラフィックは、通信制御に関するトラフィックを含む、
前記(4)~(6)のいずれか1項に記載の無線通信装置。
(8)
前記緊急性に関わるトラフィックは、トラフィックの生成元により指定されるトラフィックを含む、
前記(4)~(7)のいずれか1項に記載の無線通信装置。
(9)
前記トラフィック情報は、前記特定のトラフィックの量を示す情報を含む、
前記(2)~(8)のいずれか1項に記載の無線通信装置。
(10)
前記トラフィック情報は、第1の無線通信装置が保持するトラフィックの総量を示す情報を含む、
前記(1)~(9)のいずれか1項に記載の無線通信装置。
(11)
前記トラフィック情報に基づいて特定される第1の無線通信装置は、前記トラフィック情報から特定されるトラフィックを保持する第1の無線通信装置を含む、
前記(1)~(9)のいずれか1項に記載の無線通信装置。
(12)
前記送信許可に係るフレームには、前記第1の無線通信装置に送信させるトラフィックを示す指定トラフィック情報が格納される、
前記(1)~(11)のいずれか1項に記載の無線通信装置。
(13)
前記制御部は、前記指定トラフィック情報が示すトラフィックと異なるトラフィックが格納されたフレームの送信元を前記送信許可の対象から除外する、
前記(12)に記載の無線通信装置。
(14)
前記多元接続は、直交周波数分割多元接続または空間分割多元接続を含む、
前記(1)~(13)のいずれか1項に記載の無線通信装置。
(15)
トラフィック情報の要求を示す要求フレームを受信する受信部と、
受信される前記要求フレームに応じて、前記トラフィック情報が格納される応答フレームを送信する送信部と、
前記応答フレームの送信後に受信される送信許可に係るフレームに格納される多元接続に係る通信パラメタに基づいて前記トラフィック情報に係るフレームの送信を制御する制御部と、
を備える無線通信装置。
(16)
前記送信許可に係るフレームには、トラフィックを示す指定トラフィック情報が格納され、
前記トラフィック情報に係るフレームには、前記指定トラフィック情報が示すトラフィックが格納される、
前記(15)に記載の無線通信装置。
(17)
前記応答フレームは、前記トラフィック情報の通信以外の他の目的で通信されるフレームを含む、
前記(15)または(16)に記載の無線通信装置。
(18)
プロセッサを用いて、
トラフィック情報の要求を示す要求フレームを送信することと、
前記トラフィック情報が格納される応答フレームを受信することと、
受信される前記応答フレームに格納される前記トラフィック情報に基づいて特定される多元接続させる第1の無線通信装置宛ての送信許可に係るフレームの送信を制御することと、
を含む無線通信方法。
(19)
プロセッサを用いて、
トラフィック情報の要求を示す要求フレームを受信することと、
受信される前記要求フレームに応じて、前記トラフィック情報が格納される応答フレームを送信することと、
前記応答フレームの送信後に受信される送信許可に係るフレームに格納される多元接続に係る通信パラメタに基づいて前記トラフィック情報に係るフレームの送信を制御することと、
を含む無線通信方法。
200 AP
110、210 データ処理部
120、220 無線通信部
130、230 制御部
Claims (14)
- トラフィック情報の要求を示す要求フレームのマルチキャスト送信と、
前記トラフィック情報が格納される応答フレームの多元接続通信による受信と、
受信される前記応答フレームに格納される前記トラフィック情報に基づいて特定される多元接続させる第1の無線通信装置宛ての送信許可に係るトリガフレームの送信と、
を制御する制御部を備え、
前記トラフィック情報は、特定の優先度に応じたトラフィック情報として、アクセスカテゴリに該当するトラフィックの有無または量を示す情報を含み、
前記トリガフレームには、前記第1の無線通信装置に送信させるトラフィックを示す指定トラフィック情報と、前記多元接続で用いられる通信パラメタ情報とが格納され、
複数の前記アクセスカテゴリはAC_VO、AC_VI、AC_BK、またはAC_BEを含む、無線通信装置。 - 特定の前記トラフィックは、伝送についての緊急性に関わるトラフィックを含む、
請求項1に記載の無線通信装置。 - 前記緊急性に関わるトラフィックは、破棄されるまでの時間が閾値以下であるトラフィックを含む、
請求項2に記載の無線通信装置。 - 前記緊急性に関わるトラフィックは、許容される遅延が閾値以下であるトラフィックを含む、
請求項2に記載の無線通信装置。 - 前記緊急性に関わるトラフィックは、通信制御に関するトラフィックを含む、
請求項2に記載の無線通信装置。 - 前記緊急性に関わるトラフィックは、トラフィックの生成元により指定されるトラフィックを含む、
請求項2に記載の無線通信装置。 - 前記トラフィック情報は、第1の無線通信装置が保持するトラフィックの総量を示す情報を含む、
請求項1から6のいずれか1項に記載の無線通信装置。 - 前記トラフィック情報に基づいて特定される第1の無線通信装置は、前記トラフィック情報から特定されるトラフィックを保持する第1の無線通信装置を含む、
請求項1から6のいずれか1項に記載の無線通信装置。 - 前記制御部は、前記指定トラフィック情報が示すトラフィックと異なるトラフィックが格納されたフレームの送信元を前記送信許可に係るトリガフレームの宛先から除外する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の無線通信装置。 - 前記多元接続は、直交周波数分割多元接続または空間分割多元接続を含む、
請求項1から6のいずれか1項に記載の無線通信装置。 - トラフィック情報の要求を示す、マルチキャスト送信される要求フレームの受信と、
受信される前記要求フレームに応じた、前記トラフィック情報が格納される応答フレームの多元接続通信による送信と、
前記応答フレームの送信後に受信される送信許可に係るトリガフレームに格納される、
トラフィックを示す指定トラフィック情報と、多元接続に係る通信パラメタ情報とに基づいた前記トラフィック情報に係るフレームの送信と、
を制御する制御部を備え、
前記トラフィック情報に係るフレームには、前記指定トラフィック情報が示すトラフィックが格納され、
前記トラフィック情報は、特定の優先度に応じたトラフィック情報として、アクセスカテゴリに該当するトラフィックの有無または量を示す情報を含み、
複数の前記アクセスカテゴリはAC_VO、AC_VI、AC_BK、またはAC_BEを含む、無線通信装置。 - 前記応答フレームは、前記トラフィック情報の通信以外の他の目的で通信されるフレームを含む、
請求項11に記載の無線通信装置。 - プロセッサを用いて、
トラフィック情報の要求を示す要求フレームをマルチキャスト送信することと、
前記トラフィック情報が格納される応答フレームを多元接続通信により受信することと、
受信される前記応答フレームに格納される前記トラフィック情報に基づいて特定される多元接続させる第1の無線通信装置宛ての送信許可に係るトリガフレームの送信を制御することと、
を含み、
前記トラフィック情報は、特定の優先度に応じたトラフィック情報として、アクセスカテゴリに該当するトラフィックの有無または量を示す情報を含み、
前記トリガフレームには、前記第1の無線通信装置に送信させるトラフィックを示す指定トラフィック情報と、前記多元接続で用いられる通信パラメタ情報とが格納され、
複数の前記アクセスカテゴリはAC_VO、AC_VI、AC_BK、またはAC_BEを含む、無線通信方法。 - プロセッサを用いて、
トラフィック情報の要求を示す、マルチキャスト送信される要求フレームを受信することと、
受信される前記要求フレームに応じて、前記トラフィック情報が格納される応答フレームを多元接続通信により送信することと、
前記応答フレームの送信後に受信される送信許可に係るトリガフレームに格納される、トラフィックを示す指定トラフィック情報と、多元接続に係る通信パラメタ情報とに基づいて前記トラフィック情報に係るフレームの送信を制御することと、
を含み、
前記トラフィック情報に係るフレームには、前記指定トラフィック情報が示すトラフィックが格納され、
前記トラフィック情報は、特定の優先度に応じたトラフィック情報として、アクセスカテゴリに該当するトラフィックの有無または量を示す情報を含み、
複数の前記アクセスカテゴリはAC_VO、AC_VI、AC_BK、またはAC_BEを含む、無線通信方法。
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