JP7333370B2 - Initiator装置および通信方法 - Google Patents

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Description

本開示は、通信装置および通信方法に関する。
IEEE 802.11は、無線LAN関連規格の一つであり、その中に、例えば、IEEE802.11ad規格(以下、「11ad規格」という)がある(例えば、非特許文献1を参照)。
11ad規格ではビームフォーミング技術が用いられている。ビームフォーミングとは、送信機及び受信機の少なくとも1つのアンテナの指向性をそれぞれ変化させて、通信品質、例えば受信強度、が最適になるように、アンテナの指向性を設定して通信を行う方式である。
11ad規格では、複数のアンテナの指向性の設定(以下、「セクタ」と呼ぶ)の中から最適なセクタを選択するために、SLS(Sector Level Sweep)と呼ばれる手順が定められている。図1は、SLSの手順の概略を示す図である。SLSは、2台の端末(以下、Stationを意味する「STA」と呼ぶ)の間で行われる。一方のSTAをInitiator、他方をResponderと呼ぶ。
まず、Initiatorが、セクタを変更し、複数のSSW(Sector Sweep)フレームを送信する。この送信をISS(Initiator Sector Sweep)と呼ぶ。ISSでは、Responderは、各SSWフレームの受信品質を測定する。
次に、Responderが、セクタを変更し、複数のSSW(Sector Sweep)フレームを送信する。この送信をRSS(Responder Sector Sweep)と呼ぶ。このとき、RSSで用いられる各SSWフレームは、ISSにおいて最も受信品質が良かったSSWフレームを特定する情報も含めて送信される。RSSでは、Initiatorは、各SSWフレームの受信品質を測定する。
最後に、Initiatorは、RSSにおいて最も受信品質が良かったSSWフレームを特定する情報を、SSW-FB(SSW Feedback)フレームに含めて送信する。Responderは、SSW-FBを受信したことを示すSSW-ACK(SSW Acknowledgement)を送信する場合がある。
上記では、送信のビームフォーミングトレーニング(TXSS, Transmitter Sector Sweep)を行うためのSLSについて説明したが、受信のビームフォーミングトレーニング(RXSS, Receiver Sector Sweep)を行うためにSLSを用いることも可能である。その場合、SSWフレームを送信するSTAは複数のSSWフレームを単一のセクタで順次送信し、SSWフレームを受信するSTAはSSWフレーム毎に受信アンテナのセクタを切り替え、受信する。
図2は、SSWフレームの構成を示す図である。SSWフレームは、7つのフィールドを含む。Frame Controlフィールドは、例えば、フレームのタイプを示す情報を含む。Durationフィールドは、現在のISSもしくはRSSが完了するまでの時間を示す。RAは、SSWフレームを受信すべきSTAのMACアドレスを示す。TAは、SSWフレームを送信しているSTAのMACアドレスを示す。MACアドレスの長さは、6オクテットである。
SSWフィールドは、5つのサブフィールドを含む。Directionサブフィールドが1では、SSWフレームはInitiatorにより送信されていることを示す。Directionサブフィールドが0では、SSWフレームはResponderにより送信されていることを示す。
CDOWNサブフィールドは、ISSもしくはRSSの中で、残り何個のSSWが送信されるかを示すダウンカウンタの値である。例えば、CDOWNサブフィールドの値が0であるとき、SSWフレームはISSもしくはRSSで送信される最後のSSWフレームである。
Sector IDサブフィールドは、SSWフレームの送信に使用されているセクタのIDを示す。DMG(Directional Multi Gigabit) Antenna IDは、送信機が複数のアンテナアレイを持つ場合に、どのアンテナアレイを使って送信したかを示すIDである。
RXSS Lengthサブフィールドは、送信中のSTAが、RXSSを行うのに必要なSSWフレームの個数を通知するために用いられる。
以上のフィールド及びサブフィールドをあわせると、11ad規格では、SSWフレームは26オクテットの長さを持つ。
以上のように、11ad規格におけるSLSでは、SSWフレームは26オクテットの長さを持ち、ISSおよびRSSのそれぞれにおいて、ビームフォーミングのトレーニングを行うセクタ数と等しい数のSSWフレームを送信する。
IEEE 802.11adTM -2012 IEEE 802.11-16/0416r01 Short SSW Format for 11ay
ビームフォーミングの効果は、アンテナ素子数(セクタ数)に依存する。
しかしながら、従来のSLSでは、各SSWフレームは26オクテットの長さを持つため、セクタ数の増加によって、SLSを完了するまでの時間も増加する。
本開示の一態様は、SSWフレームを短縮し、セクタ数が多数であっても短時間でSLSを完了することができる通信装置および通信方法を提供することである。
本開示の一態様に係る通信装置は、short Sector SweepフレームとSector Sweepフレームとのいずれかを用いたPHYフレームを生成するPHYフレーム生成部と、前記PHYフレームに基づいて、複数のセクタからいずれかのセクタを選択して、前記PHYフレームを送信するアレイアンテナと、を含み、前記PHYフレーム生成部は、送信元の通信装置のアドレスおよび送信先の通信装置のアドレスを短縮したアドレスを含む前記short Sector Sweepフレームを生成し、前記短縮したアドレスは、前記送信元の通信装置のアドレスおよび前記送信先の通信装置のアドレスに対して、前記PHYフレームに含まれるいずれかのフィールドに基づいてスクランブルし、更に、ハッシュ関数を用いて、演算された値である。
本開示の一態様に係る通信方法は、short Sector SweepフレームとSector Sweepフレームとのいずれかを用いたPHYフレームを生成し、前記PHYフレームに基づいて、複数のセクタからいずれかのセクタを選択して、前記PHYフレームをアレイアンテナから送信し、前記short Sector Sweepフレームは、送信元の通信装置のアドレスおよび送信先の通信装置のアドレスを短縮したアドレスを含み、前記短縮したアドレスは、前記送信元の通信装置のアドレスおよび前記送信先の通信装置のアドレスに対して、前記PHYフレームに含まれるいずれかのフィールドに基づいてスクランブルし、更に、ハッシュ関数を用いて、演算された値である。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本開示の一態様によれば、SSWフレームを短縮し、セクタ数が増加しても短時間でSLSを完了することができる通信装置および通信方法を提供することができる。
SLSの手順の概略を示す図 SSWフレームの構成を示す図 実施の形態1に係る通信装置の構成例を示す図 実施の形態1に係るsSSWフレームを用いたSLSの手順を示す図 実施の形態1に係るsSSWフレームの構成を示す図 実施の形態1に係るsSSWフレームに含まれるAddressingフィールドの計算手順を示す図 実施の形態1に係るスクランブルの方法の一例を示す図 実施の形態1に係るスクランブルの方法の別の例を示す図 実施の形態1に係るアソシエーションしているSTAのMACアドレスとAddressing(ハッシュ値)との対応表(送信用)を示す図 実施の形態1に係るアソシエーションしているSTAのMACアドレスとAddressing(ハッシュ値)との対応表(受信用)を示す図 実施の形態1に係る非アクセスポイント(non-AP)のSTAのMACアドレスとAddressing(ハッシュ値)との対応表(送信用)を示す図 実施の形態1に係る非アクセスポイント(non-AP)のSTAのMACアドレスとAddressing(ハッシュ値)との対応表(受信用)を示す図 実施の形態1に係るスクランブルを適用する場合のAPのアドレステーブル(送信用)を示す図 実施の形態1に係るスクランブルを適用する場合のAPのアドレステーブル(受信用)を示す図 実施の形態1に係るスクランブルを適用する場合のSTAのアドレステーブル(送信用)を示す図 実施の形態1に係るスクランブルを適用する場合のSTAのアドレステーブル(受信用)を示す図 実施の形態2に係るスクランブルの方法の一例を示す図 実施の形態2に係るスクランブルの方法の別の例を示す図 実施の形態3に係るsSSWフレームの構成を示す図 実施の形態3に係る送信時におけるAddressing+FCSフィールドの値の算出方法を示す図 実施の形態3に係るAddressing+FCSフィールドの値の受信処理を示す図 実施の形態4に係るsSSWフレームの構成を示す図 実施の形態4に係る送信時におけるShort SSW Feedback+FCSフィールドの値の算出方法を示す図 実施の形態4に係るShort SSW Feedback+FCSフィールドの値の受信処理を示す図 実施の形態4に係る送信時におけるShort SSW Feedback+FCSフィールドの値の他の算出方法を示す図 実施の形態4に係るShort SSW Feedback+FCSフィールドの値の他の受信処理を示す図 実施の形態4に係る送信時におけるShort SSW Feedback+FCSフィールドの値の他の算出方法を示す図 実施の形態5に係る通信装置を複数用いた場合における相互動作を示す図 実施の形態5に係るAPとSTAがSLSを行う手順を示す図 実施の形態5に係るsSSWフレームのフォーマットを示す図 実施の形態5に係るSSW-Feedbackフレームのフォーマットを示す図 実施の形態5に係るsSSWフレームに含まれるAddressingフィールドの他の計算手順を示す図 実施の形態6に係るAPとSTAがSLSを行う手順を示す図 実施の形態6に係るSTAのMACアドレスと、Addressing(ハッシュ値)との対応表(受信用)を示す図 実施の形態7に係るAPとSTAがSLSを行う手順を示す図 実施の形態8に係るsSSWフレームの構成を示す図 実施の形態8に係る送信時におけるFCS+Seedフィールドの値の算出方法を示す図 実施の形態8に係るFCS+Seedフィールドの値の受信処理を示す図 実施の形態9に係るスクランブラの構成例を示す図 実施の形態9に係るスクランブラの他の構成例を示す図 実施の形態9に係るスクランブラを用いた計算例を示す図 実施の形態10に係るPHYフレームの第1の構成例を示す図 実施の形態10に係るHCS+FCSフィールドの値の算出方法を示す図 実施の形態10に係るPHYフレームの第2の構成例を示す図 実施の形態10に係るHCS+FCSフィールドの値の算出方法を示す図 実施の形態11に係るシードの通知方法を示す図 実施の形態12に係るシードの通知方法を示す図 実施の形態13に係るAPとSTAがSLSを行う手順を示す図 実施の形態13に係るsSSWフレームのフォーマットを示す図 実施の形態13に係るSSW-Feedbackフレームのフォーマットを示す図 実施の形態13に係るSSW-Feedbackフレームの他のフォーマットを示す図 実施の形態14に係るAPとSTAがSLSを行う手順を示す図 実施の形態14に係るsSSWフレームのフォーマットを示す図 実施の形態14に係るA-BFTにおいてCDOWNの値を設定する方法を示す図 実施の形態15に係るAPとSTAがSLSを行う手順を示す図 実施の形態16に係るAPとSTAがSLSを行う手順を示す図 実施の形態16に係るGrantフレームの一例を示す図 実施の形態16に係るGrant ACKフレームの一例を示す図 実施の形態16に係るShort SSWフレームの一例を示す図 実施の形態16に係るShort SSWフレームの他の例を示す図 実施の形態17に係るAPとSTAがDTIにおいてSLSを行う手順を示す図 実施の形態17に係るDMG Beaconフレームの一例を示す図 実施の形態18に係るAPとSTAがSLSを行う手順を示す図 実施の形態19に係るスクランブラの他の構成を示す図 実施の形態19に係るスクランブラの他の構成を示す図 実施の形態19に係るスクランブラシードとスクランブルパターンとの組合せの一例を示す図 実施の形態19に係るルックアップテーブルを用いて求められるスクランブルパターンの一例を示す図 実施の形態19に係るスクランブラシードとスクランブルパターンとの組合せの他の例を示す図 実施の形態20に係るAPとSTAがSLSを行う手順の一例を示す図 実施の形態20に係るAPとSTAがSLSを行う手順の他の例を示す図 実施の形態20に係るAPとSTAがSLSを行う手順の他の例を示す図 実施の形態20に係るAPとSTAがSLSを行う手順の他の例を示す図 実施の形態20に係るsSSW-Feedbackフレームのフォーマットの一例を示す図 実施の形態20に係るsSSW-ACKフレームのフォーマットの一例を示す図 実施の形態20に係るPHYフレームの一例を示す図 実施の形態20に係るA-BFTにおいてShort SSWフレームを用いてSLSを行う場合のタイミングの一例を示す図 実施の形態20に係るA-BFTにおいてShort SSWフレームを用いてSLSを行う場合のタイミングの他の例を示す図 実施の形態23に係るPHYフレームの構成の一例を示す図 実施の形態23に係るPHYフレームの構成の他の例を示す図 実施の形態23に係るPHYフレームの各フィールド値の算出手順の一例を示すフローチャート 実施の形態23に係るPHYフレームの各フィールド値の算出手順の他の例を示すフローチャート 実施の形態24に係るPHYフレームの一例の構成を示す図 実施の形態24に係る通信装置(AP)が図80に示すPHYフレームを送信してISSを行う手順の一例を示す図 実施の形態25に係る通信装置100におけるSLSの手順の一例を示す図 実施の形態25に係るCDOWNに応じたLengthの値の一例を示す図 実施の形態14の変形例に係るsSSWフレームのフォーマットの一例を示す図 A-BFTにおけるFSS Slot番号(FSS Slot ID)の定め方の一例を示す図 A-BFTにおけるFSS Slot番号(FSS Slot ID)の定め方の一例を示す図 FSSの値に対し、SSW Slotにおいて送信するsSSWフレームの最大数を示す図 実施の形態26に係るsSSWフレームの構成の一例を示す図 Short Scrambled BSSIDフィールドの値を算出する手順の一例を示す図 Short Scrambled BSSIDフィールドの値を算出する手順の一例を示す図 Short Scrambled BSSIDフィールドの値を算出する手順の一例を示す図 Seedと除数との関係の一例を示す図 Allocation Start Timeを説明する図 BI IDの例を示すタイミングチャート 実施の形態27に係るsSSWフレームの構成を示す図 seedと乱数と関係の一例を示す図 STA4200とSTA4300が図89のsSSWフレームを用いてSLSを行う手順を示す図 通信装置(STA2000)がsSSWフレームを受信したときの処理を示すフローチャート 通信装置(AP1000)がsSSWフレームを受信したときの処理を示すフローチャート 通信装置(STA2000)がsSSWフレームを受信したときの処理を示すフローチャート STA4200とSTA4300が図89のsSSWフレームを用いてSLSを行う手順を示す図 実施の形態28に係るsSSWフレームの構成を示す図 AP1000とSTA2000がSLSを用いた初期接続を行う手順の一例を示す図 AP1000とSTA2000がSLSを用いた初期接続を行う手順の他の例を示す図 実施の形態27の変形例におけるDMG Beaconフレームの構成の一例を示す図 実施の形態27の変形例におけるDMG Beaconフレームの構成の他の一例を示す図 実施の形態27の変形例におけるDMG Beaconフレームの構成の他の一例を示す図 実施の形態27の変形例におけるsSSWフレームフォーマットの一例を示す図 実施の形態27の変形例におけるGroup IDの一例を示す図 実施の形態28の変形例におけるsSSWフレームのフォーマットの一例を示す図 実施の形態28の変形例におけるフレームフォーマットと各フィールドとの関係を示す図
(実施の形態1)
[通信装置の構成]
図3は、本実施の形態に係る通信装置100の構成例を示す図である。
通信装置100は、MAC制御部101、PHY送信回路102、D/Aコンバータ103、送信RF回路104、送信アレイアンテナ105、PHY受信回路112、A/Dコンバータ113、受信RF回路114、受信アレイアンテナ115を含む。
MAC制御部101は、送信MACフレームデータを生成する。例えば、MAC制御部101は、SLS手順のISSにおいて、SSWフレームのデータを生成し、PHY送信回路102に出力する。また、MAC制御部101は、生成した送信MACフレームが適切に符号化及び変調されるための制御情報(PHYフレームのヘッダ情報、および送信タイミングに関する情報を含む)をPHY送信回路102に出力する。
PHY送信回路102は、MAC制御部101から入力された送信MACフレームデータおよび制御情報に基づき、符号化処理及び変調処理を行い、PHYフレームデータを生成する。生成されたPHYフレームは、D/Aコンバータ103でアナログ信号に変換され、送信RF回路104で高周波信号に変換される。
PHY送信回路102は、送信RF回路104を制御する。具体的には、PHY送信回路102は、指定されたチャネルに応じた中心周波数の設定、送信電力の制御、および指向性の制御を送信RF回路104に対して行う。
送信アンテナアレイ105は、送信RF回路104と組み合わせて、指向性が制御されるアンテナである。送信アンテナアレイ105は、アレイ構成でなくても良いが、指向性が制御されることを明示するため、アンテナアレイと呼ぶ。
受信アンテナアレイ115は、受信RF回路114と組み合わせて、指向性が制御されるアンテナである。受信アンテナアレイ115は、アレイ構成でなくても良いが、指向性が制御されることを明示するため、アンテナアレイと呼ぶ。
受信RF回路114は、受信アンテナアレイ115が受信した無線信号を高周波信号からベースバンド信号に変換する。また、A/Dコンバータ113は、ベースバンド信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
PHY受信回路112は、受信されたデジタルベースバンド信号に対し、例えば、同期、チャネル推定、等化、復調を行い、受信PHYフレームを得る。さらに、PHY受信回路112は、受信PHYフレームに対しヘッダ信号の解析、誤り訂正復号を行い、受信MACフレームデータを生成する。
受信MACフレームデータは、MAC制御部101に入力される。MAC制御部101は、受信MACフレームデータの内容を解析し、上位レイヤ(図示しない)にデータを転送し、受信MACフレームデータに応じた応答を行うための送信MACフレームデータを生成する。例えば、MAC制御部101は、SLS手順のISSの最終のSSWフレームを受信したと判断した場合、適切なSSWフィードバック情報を含むRSSのためのSSWフレームを生成し、送信MACフレームデータとしてPHY送信回路に入力する。
PHY受信回路112は、受信RF回路114を制御する。具体的には、PHY受信回路112は、指定されたチャネルに応じた中心周波数の設定、AGC(Automatic Gain Control)を含む受信電力の制御、および指向性の制御を受信RF回路114に対して行う。
また、MAC制御部101はPHY受信回路112の制御を行う。具体的には、MAC制御部101は、受信の起動または停止、キャリアセンスの起動または停止を、PHY受信回路112に対して行う。
[通信装置の送信動作]
以上の構成を有する通信装置100の送信動作について説明する。
図4は、短縮したSSW(以下、「sSSW(short Sector SWeep)」という。)フレームを用いたSLSの手順を示す図である。本実施の形態でのSLSは、ISS、RSS、SSW-FB、SSW-ACKを含み、従来のSLS(図1)に対して、SSWフレームをsSSWフレームに置き換えた。sSSWフレームはSSWフレームに比べ短いため、SLS全体に要する時間は短くなる。
図5は、sSSWフレームの構成を示す図である。従来のSSWフレームは、MACフレームであるため、PHYにてPHYフレームとして形成された後(すなわち、符号化、変調処理、プリアンブルやヘッダの付加などが行われ)、送信される。sSSWフレームは、MACフレームであり、かつ、PHYフレームの一部であるため、PHYフレームのPayload部分に格納されて、PHYフレームを形成した後に送信される。
PHYフレームは、STF(Short Training Field)、CEF(Channel Estimation Field)、PHYヘッダ(PHY Layer Convergence Protocol Header)、Payload、Parityを含む。ParityはLDPC符号化により生成されたパリティビットである。PayloadとParityを合わせてPayload、もしくはPayloadフィールドと呼ぶ場合がある。
PHYヘッダは、8つのフィールドを含む。第一の予約ビット(reserved bit)は、値0が設定される。スクランブラ初期値(Scrambler Initialization)フィールドは、PHYヘッダの、Lengthフィールド以降及びPayloadをスクランブルするためのスクランブラの初期値を示す。ペイロード長(Length)フィールドは、Payloadに含まれるデータ長をオクテット単位で示す。
パケットタイプ(Packet Type)フィールド、トレーニング長(Training Length)フィールド、ターンアラウンド(Turnaround)フィールドは、PHYフレームがsSSWとして使われる場合には使用されないフィールドであるため、定められた規定値(例えば0)を設定する。第二の予約ビット(reserved bit)には、値0が設定される。FCS(Frame Check Sequence)フィールドは、誤り検出に用いられるCRC(Cyclic Redundancy Check)の値を示す。
Short SSWフレームは、8つのフィールドを含む。Packet Typeフィールドは、パケットの種別を示す。Packet Typeフィールドの値が0のとき、Short SSWフレームを含むパケットである。Packet Typeフィールドの値が0以外のときのパケット種別は定められていない。Addressingフィールドは、SSWフレーム(図2)のRAとTAに相当する2つのMACアドレスから算出されるハッシュ値を示す。CDOWNフィールドは、ISSもしくはRSSの中で、残り何個のSSWが送信されるかを示すダウンカウンタの値である。
SSWフレーム(図2)のCDOWNサブフィールドと異なり、フィールドのサイズは11ビットである。RF Chain IDは、ビームフォーミングトレーニング対象の送信機もしくは受信機がMIMO(Multi-Input Multi-Output)構成である場合に、いずれの送信アンテナもしくは受信アンテナを使用して送信もしくは受信するかを示す。
Short SSW Feedbackフレームは、選択した最良のsSSWの番号を示す。例えば、Short SSWフレームがRSSに使われる場合には、ISSにおいて選択した最良のsSSWに含まれるCDOWNフィールドの値を示す。Directionフィールドの値が0のとき、sSSWフレームがInitiatorからResponderに送信されていることを示す。Directionフィールドの値が1のとき、sSSWフレームがResponderからInitiatorに送信されていることを示す。
予約ビット(Reserved)フィールドには、値0が設定される。予約ビットは、将来機能が追加された場合に、別の目的で用いられることがある。FCSフィールドは、誤り検出に用いられる値を示す。SSWフレーム(図2)のFCSフィールドは32ビット(4オクテット)のサイズを持つが、sSSWフレーム(図5)のFCSフィールドは4ビットである。例えば、sSSWフレーム(図5)のFCSフィールドは、32ビットCRCの上位4ビットが格納される。
図6は、sSSWフレームに含まれるAddressingフィールドの計算手順を示す図である。まず、MAC制御部101は、受信アドレスRAと送信アドレスTAを決定する。アドレスはそれぞれ48ビットである。
図6のステップS1では、通信装置100は、RAとTAをあわせた96ビットのデータに対して、ビット単位のスクランブルを行う。
図7は、スクランブルの方法の一例を示す図である。スクランブルの系列は、図5に示したPHY Headerに含まれるScrambler Initializationフィールドの値をシード(初期値)として、擬似乱数系列生成器701を用いて生成される。擬似乱数系列生成器701は、例えばシフトレジスタを用いた回路などが知られている(例えば非特許文献1を参照)。XOR(排他的論理和)演算回路702は、生成された擬似乱数系列と、スクランブラの入力であるRAとTAをあわせたデータとを、ビット毎にXOR演算することにより、スクランブルされた出力が得られる。
図8は、スクランブルの方法の別の例を示す図である。図6のステップS1は、ステップS2におけるハッシュ関数の出力を変化させることが目的であるため、一般的なスクランブルと呼ばれる処理を用いた。図8では、一般的なスクランブラの代わりに巡回ビットシフト(bit rotator)を用いている。bit rotator801は、例えば、Scrambler Initializationで指定された値に対して、スクランブラの入力であるRAとTAをあわせたデータを左シフトする。桁あふれした上位ビットは、下位ビットに格納される。
図6のステップS2では、通信装置100は、スクランブルされた96ビットのアドレスに対して、ハッシュ関数を適用し、16ビットのハッシュ値に変換する。ハッシュ関数として、例えばFNV(Fowler-Nol-Vo)ハッシュ関数やCRC(Cyclic Redundancy check)符号などを用いてよい。
図6では、Scrambler Initializationフィールド(SI)の値に応じてスクランブルを行ったので、元のアドレスが同じであっても、得られるハッシュ値はScrambler Initializationフィールド(SI)の値に応じて変化する。通信装置100は、図4に示したとおり、Scrambler Initializationフィールド(SI)の値をsSSW毎に変化させて送信することで、ISS中の全てのSSWフレームにおいてハッシュの衝突が起こることを避けることができる。通信装置100は、例えば、SIのとりうる値が15通りある場合、sSSW毎にランダムにSIの値を変化させることで、他のアドレスとのハッシュの衝突を起こす確率は概ね1/15とすることができる。
ここで、ハッシュの衝突とは、異なるアドレスであるのに同一のハッシュ値を持ってしまうことである。これにより、通信装置100は、他のSTA宛のsSSWフレームであるのに、自STA宛のsSSWフレームであると誤認識して受信処理をしてしまう恐れがある。ハッシュの衝突が発生すると、例えば1つのSTA(Initiator)がISSを送信したときに、複数のSTA(Responder)がRSSで応答し、RSSのsSSWフレームの無線信号が衝突して、1つのSTA(Initiator)が、いずれのRSSのsSSWを受信できないということが起こりうる。
送信機(1つのSTA(InitiatorもしくはResponder))は、SIの値を任意に定めることができる。SIの値は、ランダムであってもよく、昇順や降順であってもよい。
なお、図8のbit rotator801では、RAとTAを左シフトするとしたが、右シフトしてもよい。
また、図8のbit rotator801では、Scrambler Initializationで指定された値に対して、RAとTAをシフトするとしたが、Scrambler Initializationで指定された値の8倍の値に対してシフトしてもよい。
[通信装置の受信動作]
通信装置100の受信動作について説明する。
通信装置100がアクセスポイント(AP)である場合、例えば、図9,図10に示すテーブル(以下、「アドレステーブル」)を持つ。図9、図10は、アソシエーションしているSTA(STA1~STA7)のMACアドレスと、図6の手順により算出されたAddressing(ハッシュ値)との対応表を示す図である。図9はAPがsSSWを送信するときに用いる表で、図10はAPがsSSWを受信するときに用いる表である。
ここで、アソシエーションとは2つの端末の間での初期接続のことである。アソシエーションを行うことで、2つの端末は、互いのMACアドレスを識別できるようになる。アクセスポイントではない(non-AP)STAとAPとが一般的なアソシエーションをする場合、STAは、ある時点では1つのAPに対してアソシエーションすることができる。
通信装置100は、sSSWフレームを受信したとき、Addressingフィールドに示されるハッシュ値を図10の表の中から探索し、実際のRAとTAの値を得る。例えば、Addressingフィールドの値がh15であったとき、通信装置100(AP1)は、受信したsSSWがSTA5からAP1宛てに送信されたものであると推測する。一方、例えば、Addressingフィールドの値がh20であったとき、図10のテーブルに含まれないAddressingの値であるから、通信装置100(AP1)は、受信したsSSWがAP1宛てでは無いと判断し、受信したsSSWを破棄する。
通信装置100が非アクセスポイント(non-AP)のSTAであり、かつAPにアソシエーションしている場合、例えば、図11,図12に示すテーブルを用いる。この場合、通信装置100は、アソシエーションしているAPのMACアドレスと、それに対する送受用のAddressing(ハッシュ値)を保持していれば良い。non-AP STAのアドレステーブルは、APのアドレステーブルから該当する1行を抜き出したものと等価である。1行しかないため、通信装置100は、該当する情報を保持していれば良く、必ずしもテーブルとして保持していなくても良い。
図9~図12は、簡単のため、図6のステップS1でスクランブルを適用しない場合の例を示した。図6のステップS1でスクランブルを適用する場合、APのアドレステーブルを図13、図14に示す。また、図6のステップS1でスクランブルを適用する場合、STAのアドレステーブルを図15、図16に示す。
図6のステップS1でスクランブルを適用する場合、SIの値に応じてAddressingフィールドに格納するハッシュ値は異なるため、通信装置100は、SIの値に応じて異なるテーブルを持つ。図13~図16では、SIの値に応じた列を追加したテーブルを示す。
AP1が、例えばSIの値が6、Addressingの値がh361というsSSWフレームを受信した場合、AP1は、図14のaddress table for AP1(受信用)から、SIの値が6に該当する列のAddressingの値(h361~h367)を探索し、h361に対応したAP1-STA6を検出する。
STA1が、例えばSIの値が14、Addressingの値がh162というsSSWフレームを受信した場合、STA1は、図16のaddress table for AP1(送信用)から、SIの値が14に該当する列のAddressingを参照し、h241を検出する。しかし、STA1は、検出したh241が受信したAddressingの値h162と異なるため、受信したsSSWフレームはSTA1宛てのものではないと判断し、受信したsSSWフレームを破棄する。
このように、通信装置100は、Scrambler Initializationフィールド(SI)の値に応じてスクランブルを行う。このため、ISSもしくはRSS中のいずれかのsSSWでハッシュの衝突が起こった場合、SIの値が変わればハッシュの衝突を回避することができるので、通信装置100は、ISSもしくはRSSの全てのsSSWで衝突が起こるということを避けることができる。
また、通信装置100は、Scrambler Initializationフィールド(SI)の値に応じてスクランブルを行うため、sSSWを受信した通信装置は、アドレステーブルの全体を探索することを省略でき、SIの値に応じてテーブルの一部を探索もしくは参照すればよい。これにより、通信装置の構成を簡略にすることができ、通信装置の消費電力を低減することができる。
また、通信装置100は、送信時にScrambler Initializationフィールド(SI)の値に応じてスクランブルを行い、受信時にSIの値に応じてテーブルの一部を探索もしくは参照するため、ハッシュの衝突する確率を低減することができる。これによって、アドレステーブル全体に衝突したAddressingの値を含んでいる場合であっても、通信装置100は、SIの値に応じて探索対象を絞り込むことができ、衝突したAddressingの値を探索対象外にすることができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1の図7、図8に示すスクランブラと異なる構成について説明する。図17、図18は、スクランブラの他の構成を示す図である。すなわち、送信処理において、Scrambler Initializationフィールド(SI)の値に応じてスクランブルを行う代わりに、図5に示したCDOWNフィールドの値に応じてスクランブルを行う。
図17は、擬似乱数系列生成器のシードの値として、CDOWNフィールドの下位ビットを使用する構成を示す図である。図17において、mod 16は16で除した余りを算出する処理であり、CDOWNフィールドの下位4ビットを取り出している。なお、擬似乱数系列生成器のシードの値として、許容されない値がある場合、mod 16は、許容されない値を別の値に置き換える規則としてもよい。例えば、値0が許容されない場合、mod 16は、0を7などの値に置き換える規則とする。もしくは、許容されない値の場合、スクランブラは、図6のステップS1においてスクランブルを行わないという規則としても良い。
通信装置100は、受信処理では、図13~図16と同様のアドレステーブルを用いてAddressingの値を元のアドレス値(RA, TA)に復元する。ただし、アドレステーブルは、SIの値に応じた列の代わりに、CDOWNの下位ビットの値に応じた列を持つ。
図17において、mod 16の代わりに、mod 32やmod 64を用いて擬似乱数系列生成器に入力するビット数を増やしたり、mod 8やmod 4を用いてビット数を減らしたりしても良い。
なお、ビット数を増やした場合、アドレスの衝突確率を減らすことができる一方、図13~図16に示したアドレステーブルのサイズが大きくなる。しかし、通信装置100は、前述の通り、受信処理ではCDOWNフィールドの下位ビットの値に応じてアドレステーブル中の列を選択することができるので、Addressingの値を探索する候補数は増大しない。すなわち、擬似乱数系列生成器に入力するビット数を増やすことにより、通信装置100における処理量および消費電力を増やすことなく、アドレスの衝突確率を減らすことができる。
ビット数を減らした場合、図13~図16に示したアドレステーブルのサイズを小さくすることができる。この場合、アドレスの衝突確率は増加するが、APおよびSTAが持つセクタ数が少ない場合には、擬似乱数系列生成器に入力するビット数を減らしてもアドレスの衝突確率は十分低くなる。そこで、APは、APおよびアソシエーションしたSTAの持つセクタ数に応じて擬似乱数系列生成器に入力するビット数を増減させてもよい。
このように、通信装置100は、CDOWNフィールドの下位ビットの値に応じてスクランブルを行うため、ISSもしくはRSS中のいずれかのsSSWでハッシュの衝突が起こった場合、CDOWNフィールドの下位ビットの値が変わることでハッシュの衝突を回避することができるので、ISSもしくはRSSの全てのsSSWで衝突が起こるということを避けることができる。
また、通信装置100は、CDOWNフィールドの下位ビットの値に応じてスクランブルを行うため、sSSWを受信した通信装置は、アドレステーブル全体の探索を省略することができ、CDOWNフィールドの下位ビットの値に応じてテーブルの一部を探索もしくは参照すればよい。これにより、通信装置の構成を簡略にすることができ、通信装置の消費電力を低減することができる。
また、通信装置100は、送信時にCDOWNフィールドの下位ビットの値に応じてスクランブルを行い、受信時にCDOWNフィールドの下位ビットの値に応じてテーブルの一部を探索もしくは参照するため、ハッシュの衝突する確率を低減することができる。これによって、アドレステーブル全体に衝突したAddressingの値を含んでいる場合であっても、通信装置100は、CDOWNフィールドの下位ビットの値に応じてテーブルの探索範囲を絞り込むことができ、衝突したAddressingの値を探索対象外にすることができる。
また、APは、APおよびアソシエーションしたSTAの持つセクタ数に応じて擬似乱数系列生成器に入力するビット数を増減させるようにしたので、アドレスの衝突確率を低減させることができ、更に、探索に用いるアドレステーブルのサイズを小さくすることができる。
(実施の形態3)
[通信装置の送信動作]
図19に、実施の形態3に係るsSSWフレームの構成を示す。図19のsSSWフレームは、図5のsSSWと比べ、AddressingフィールドおよびFCSフィールドを持たない代わりに、Addressing+FCSフィールドを持つ。また、Reservedフィールドは、図5より4ビット多い5ビットである。
以下、通信装置(AP)がsSSWフレームを送信し、通信装置(STA)がsSSWフレームを受信する場合を説明するが、通信装置(STA)がsSSWフレームを送信し、通信装置(AP)がsSSWフレームを受信する場合、および通信装置(STA)がsSSWフレームを送信し、通信装置(STA)がsSSWを受信する場合も同様である。
図20は、送信時におけるAddressing+FCSフィールドの値の算出方法を示す図である。まず、実施の形態1または2と同様に、通信装置(AP)は、RAとTAに対してスクランブルを行った後(ステップS1)、ハッシュ関数を適用し、Addressingのハッシュ値を算出する(ステップS2)。
次に、通信装置(AP)は、sSSWフレームのうち、Addressing+FCSフィールドを除く部分全体に対して16ビットのCRCを計算する。算出したCRCをFCS(Frame Check Sequence)と呼ぶ。(ステップS3)
次に、通信装置(AP)は、算出したAddressingの値とFCSの値との間でXOR演算を行う(ステップS4)。通信装置(AP)は、XOR演算によって得られた値をAddressing+FCSフィールドとし、送信する。
[通信装置の受信動作]
図21は、Addressing+FCSフィールドの値の受信処理を示す図である。
まず、sSSWを受信した通信装置(STA)は、受信したsSSWフレームのうちAddressing+FCSフィールドを除く全ての部分から16ビットのCRCを算出する(ステップS5)。算出したCRCを、calculated FCSと呼ぶ。
sSSWを受信した通信装置(STA)は、calculated FCSの値と、受信したAddressing+FCSフィールドの値とをXOR演算し、Addressingの値を得る(ステップS6)。
受信したsSSWフレームにビット誤りが含まれない場合、ステップS6で得られたAddressingの値は、送信されたAddressingの値(言い換えると、正しいAddressingの値)と等しい。sSSWを受信した通信装置(STA)は、実施の形態1、2と同様に、得られたAddressingの値と、図13~図16のいずれかを用いて、自STA宛のsSSWフレームかどうかを判別する。
次に、受信したsSSWフレームにビット誤りが含まれる場合について説明する。sSSWを受信した通信装置(STA)は、ビット誤りが含まれるかどうか事前に知ることは困難なので、前述の通り、図13~図16のアドレステーブルを用いて、Addressingの値を照合する。
ここで、受信したsSSWフレームのうちAddressing+FCSフィールドを除く部分にビット誤りが含まれる場合、ステップS5で算出されたFCSの値は、送信機である通信装置(AP)においてステップS3で算出されたFCSと異なる値となる。
このため、ステップS6で得られるAddressingの値は、送信機である通信装置(AP)においてステップS2で算出したAddressingの値と異なる値である。言い換えると、ステップS6で得られるAddressingの値は、正しくないAddressingの値である。
ここで、Addressingフィールドは16ビットを持ち65536通りの値である。従って、正しくないAddressingの値が、図13~図16のアドレステーブルに含まれる確率は低い。すなわち、sSSWを受信した通信装置(STA)は、ステップS6で得られたAddressingの値がアドレステーブルを探索しても見つからない場合には、受信したsSSWフレームは自分宛でないか、もしくはビット誤りを含む値とみなすことができ、sSSWを受信した通信装置(STA)は受信したsSSWを破棄する。
なお、正しくないAddressingの値が、偶然アドレステーブルに含まれてしまった場合には、誤りを持ったデータを用いてsSSWフレームに対する受信処理(例えば受信品質の測定、およびフィードバックを行うかどうかの判定)を行うことになる。すなわち、CRCにおける誤りの見逃しと同じことが起こる。
しかし、実施の形態3において誤りの見逃しが起こる確率は、非特許文献2のsSSWフレームに比べて大幅に少ない。このことを、以下に詳しく説明する。
非特許文献2のsSSWフレームは、FCSフィールドに4ビットが割り当てられている。4ビットのCRCを用いた場合、誤りの見逃しは、エラーフレーム数に対して概ね1/16の確率である。
一方、実施の形態3の通信装置では、Addressing+FCSフィールドは16ビットが割り当てられている。APにおいて、例えば、アソシエーションされたSTAが256台である場合、正しくないAddressingの値が偶然アドレステーブルに含まれる確率は256/65536、すなわち1/256である。すなわち、誤りの見逃し確率は、非特許文献2の方法に比べて16分の1に減らすことができる。
また、APにアソシエートされたnon-APがsSSWフレームを受信した場合には、照合するAddressingの値は1つであるため、誤りの見逃し確率は1/65536である。すなわち、16ビットのFCSフィールドを備える場合と同等の誤り検出能力(低い誤り見逃し確率)が得られる。
実施の形態3では、通信装置100は、算出したFCSの値と、算出したAddressingの値をXOR演算して送信するため、従来のSSWフレームよりフレーム長を短縮することができ、かつ、高い誤り検出能力を得ることができる。
また、実施の形態3では、通信装置100は、算出したFCSの値と、算出したAddressingの値をXOR演算して送信するため、FCSフィールドに要するビットを削減することができ、より多くのReservedビットを確保することができる。Reservedビットは将来の機能拡張に用いることができるため、sSSWフレームを用いて、多様な機能を実現することができる。
なお、FCSフィールドに要するビットを削減したことによって、sSSWフレームの長さをさらに短縮しても良い。これにより、SLSに要する時間を短縮することができ、無線リソースの有効活用(より多くのデータを送信することができる)、消費電力の低減、モバイル環境においてビームフォーミングの高速追従などを実現することができる。
(実施の形態4)
図22は、実施の形態4に係るsSSWフレームの構成を示す図である。図22のsSSWフレームは、図5のsSSWと比べ、Short SSW FeedbackフィールドおよびFCSフィールドを持たない代わりに、12ビットのShort SSW Feedback+FCSフィールドを持つ。また、Reservedフィールドは、図5より3ビット多い4ビットである。
[通信装置の送信動作]
図23は、送信時におけるShort SSW Feedback+FCSフィールドの値の算出方法を示す図である。まず、通信装置(AP)は、sSSWフレームのうち、Short SSW Feedback+FCSフィールドを除く部分全体に対して12ビットのCRCを計算する。算出したCRCをFCS(Frame check sequence)と呼ぶ(ステップS7)。
そして、通信装置(AP)は、算出したFCSの値とShort SSW Feedbackの値とをXOR演算により結合する(ステップS8)。この結果得られた値をShort SSW Feedback+FCSフィールドとし、送信する。
[通信装置の受信動作]
図24は、Short SSW Feedback+FCSフィールドの値の受信処理を示す図である。
まず、sSSWを受信した通信装置(STA)は、受信したsSSWフレームのうちShort SSW Feedback+FCSフィールドを除く全ての部分から12ビットのCRCを算出する(ステップS9)。算出したCRCを、calculated FCSと呼ぶ。
sSSWを受信した通信装置(STA)は、calculated FCSの値と、受信したShort SSW Feedback+FCSフィールドの値とをXOR演算し、Short SSW Feedbackの値を得る(ステップS10)。
受信したsSSWフレームにビット誤りが含まれない場合、ステップS10で得られたShort SSW Feedback+FCSの値は、送信されたAddressingの値(言い換えると、正しいAddressingの値)と等しい。sSSWを受信した通信装置(STA)は、実施の形態1、2と同様に、得られたAddressingの値と、図13~図16のいずれかを用いて、自STA宛のsSSWフレームかどうかを判別する。
次に、受信したsSSWフレームにビット誤りが含まれる場合について説明する(Short SSW Feedback+FCSフィールドにビット誤りが含まれる場合を含む)。sSSWを受信した通信装置(STA)は、ビット誤りが含まれるかどうか事前に知ることは困難である。しかし、RSSの期間、同じShort SSW Feedbackの値を含むsSSWが繰り返し送信されるため、通信装置(STA)は、例えば、多数決論理により、正しいShort SSW Feedbackの値を得ることができる。ここで、多数決論理は、最も多く得られたShort SSW Feedbackの値とすることもできるし、Short SSW Feedbackの値のビット表現において、ビット単位でもっとも多く現れた0もしくは1の値を採用するとしても良い。
[Short SSW Feedback+FCSフィールドの値の他の算出方法]
図25は、送信時におけるShort SSW Feedback+FCSフィールドの値の他の算出方法を示す図である。図26は、Short SSW Feedback+FCSフィールドの値の他の受信処理を示す図である。
図25のステップS7において、通信装置(AP)は、CRC算出を行う前に、Short SSW Feedbackの値をフレームの最後に付加し、スクランブルを行う。スクランブルの方法は、PHYのペイロードをスクランブルする方法として、11ad規格に定められた方法を用いる。ただし、フレームの最後に付加されるShort SSW Feedbackの値もペイロードの一部として扱う(ステップS11)。
次に、通信装置(AP)は、スクランブルされたShort SSW Feedbackの値を除いた部分に対し、図23のステップS7と同様にCRC演算を行う。次に、通信装置(AP)は、FCSとスクランブルされたShort SSW Feedbackの値を用いて、図23のステップS8と同様にXOR演算を行う。
受信機である通信装置(STA)は、図26において、ステップS9のCRC算出、ステップS10のXOR演算によって算出された値に対して、デスクランブルすることで、Short SSW Feedbackの値を得る(ステップS12)。
図25のステップS11のスクランブル処理は、例えば、SLS手順におけるsSSW毎に異なるスクランブル初期値を使ってスクランブル処理を行うことができる。これにより、Short SSW Feedbackの値の種類を多数にすることができるため、誤ったShort SSW Feedbackの値を受信する確率を低減できるので、通信装置は、例えば多数決論理により正しいShort SSW Feedbackの値を得る確率を高めることができる。
[Short SSW Feedback+FCSフィールドの値の他の算出方法]
図27は、送信時におけるShort SSW Feedback+FCSフィールドの値の他の算出方法を示す図である。
図27では、通信装置(AP)は、図23のステップS8(図27のステップS14)でXOR演算を行う前に、Short SSW Feedbackの値に対してエンコーディングを行う(ステップS13)。エンコーディングの方法としては、例えばShort SSW Feedbackの値に対して事前に定められた素数の値を乗算して、剰余(すなわち、下位12ビット)を取り出すことにより行われる。たとえば、素数の値を599と定める。このとき、ステップS13のエンコーディングは次式により表される。
Encoded Short SSW Feedback = (Short SSW Feedback × 599) mod 212
素数を用いたので、1つのShort SSW Feedbackの値に対し、1つのEncoded Short SSW Feedbackの値が定まる。
なお、通信装置(AP)は、エンコーディングを行うことによって、Short SSW Feedback+FCSフィールドに発生したビット誤りを検出できる可能性が高まる。以下に一例を示す。
Short SSW Feedbackフィールドは11ビットが割り当てられているが、必ずしも0~2047が設定されるわけではなく、Short SSW Feedbackフィールドの最大値はISSにおいて送信されたsSSWフレームの数(セクタ数)により決まる。従って、エンコーディングが未適用であり(図23)、FCSの上位ビットにビット誤りがあった場合、通信装置(STA)は、受信時に得られたShort SSW Feedbackの値がsSSWフレームの数によって決まる最大値を超える場合、明らかにビット誤りがあると判断できる。ここで、ビット誤りは、Short SSW Feedback+FCSフィールドにビット誤りが発生した場合以外にも、sSSWフレーム全体のいずれかのビットにビット誤りが発生し、FCSの上位ビットに不一致が発生した場合も発見できる。
また、エンコーディングが未適用であり(図23)、FCSの下位ビットにビット誤りがあった場合、通信装置(STA)は、受信時に得られたShort SSW Feedbackの値がsSSWフレームの数によって決まる最大値を超えないため、ビット誤りを検出することは困難である。
一方、エンコーディングを行っている場合(図27)、エンコードされたShort SSW Feedbackの値は、Short SSW Feedbackの値にかかわらず、均一に近い分布を持つ。従って、sSSWフレーム中のビット誤りが起きた場合にShort SSW Feedbackの値の最大値を超えるかどうかはビット誤りが発生した位置に依存しない。通信装置(STA)は、PHYフレームを生成する際に行われるLDPC符号の構成や、sSSWフレーム内のデータパターンとCRCとの関係によって特定のビットで誤りが発生しやすくなった状況においても、一定の確率でShort SSW Feedbackの値の最大値を利用したビット誤りの検出を行うことができる。
素数の代わりに、212と互いに素である値(すなわち、任意の奇数)を用いても良い。この場合も、1つのShort SSW Feedbackの値に対し、1つのEncoded Short SSW Feedbackの値が定まる。
なお、エンコーディングの方法として、CRC、パリティビット付加などを使用しても良い。
また、実施の形態4において誤りの見逃しが起こる確率は、非特許文献2のsSSWフレームに比べて大幅に少ない。このことを、以下に詳しく説明する。
非特許文献2のsSSWフレームは、FCSフィールドに4ビットが割り当てられている。4ビットのCRCを用いた場合、誤りの見逃しは、エラーフレーム数に対して概ね1/16の確率である。
一方、実施の形態4の通信装置では、Short SSW Feedback+FCSフィールドに12ビットが割り当てられている。ISSにおいては、Short SSW Feedbackの値は0であるから、12ビットCRCを付加した場合と同じ誤り検出能力を持ち、誤りの見逃しは、エラーフレーム数に対して概ね1/4096の確率といえる。
RSSにおいては、誤りの見逃しが起こる確率は、Short SSW Feedbackのとりうる最大値に依存する。例えば、一般的な利用において想定される、Short SSW Feedbackの最大値が高々100~200程度の場合、誤りの見逃しは、エラーフレーム数に対して概ね1/2000程度といえる。
なお、例えば、Short SSW Feedbackの最大値が2047である場合、誤りの見逃しは、エラーフレーム数に対して1/2となる。しかし、通信装置(STA)は、sSSWフレームを受信できたフレーム数に応じて、確率を低減することができる。例えば、通信装置(STA)が、4つのフレームを受信できた場合、多数決論理を使うことにより、誤りの見逃し確率は1/16となる(1/2の4乗)。以上のように、多くの場合において、本実施の形態に係る通信装置は、非特許文献2のsSSWフレームに比べて誤りの見逃し確率を低減することができる。
実施の形態4では、通信装置は、算出したFCSの値と、Short SSW Feedbackの値とをXOR演算して送信するため、従来のSSWフレームよりフレーム長を短縮することができ、かつ、高い誤り検出能力を得ることができる。
また、実施の形態4では、通信装置は、算出したFCSの値と、算出したShort SSW Feedbackの値とをXOR演算して送信するため、FCSフィールドに要するビットを削減することができ、より多くのReservedビットを確保することができる。Reservedビットは将来の機能拡張に用いることができるため、sSSWフレームを用いて、多様な機能を実現することができる。
なお、FCSフィールドに要するビットを削減した分、sSSWフレームの長さをさらに短縮しても良い。これにより、SLSに要する時間を短縮することができ、無線リソースの有効活用(より多くのデータを送信することができる)、消費電力の低減、モバイル環境においてビームフォーミングの高速追従などを実現することができる。
(実施の形態5)
[2つの通信装置の相互動作]
図28は、実施の形態5の通信装置を複数用いた場合における相互動作を示す図である。通信装置1000はアクセスポイント(AP)であり、通信装置2000はアクセスポイントではない(non-AP)STAである。なお、手順の開始時点および実施中(すなわち、図29のS103以前)においては、2つの通信装置はアソシエーションされていない。
図29は、AP1000とSTA2000がSLSを行う手順を示す図である。まず、AP1000は、DMG Beaconフレームを送信する。このとき、DMG Beaconフレーム内のNext A-BFTフィールドは0に設定されている。すなわち、DMG Beaconフレームに引き続き、A-BFTがスケジューリングされるため、STAは、A-BFTを利用して、RSSに関するSSWフレームを送信してよいことを示す(ステップS101)。
なお、ステップS101におけるAP1000の送信フレームはDMG Beaconフレームであるから、送信先は特定されない。すなわち、報知(ブロードキャスト)情報である。従って、ステップS101において、AP1000は、どのSTAが応答するか、事前に知ることは困難である。
STA2000は、DMG Beaconフレームに応じて、A-BFTのタイムスロットを利用して、RSSに関するsSSWフレームを送信する(ステップS102)。図30は、sSSWフレームのフォーマットを示す図である。図30では、sSSWフレームは、Initial BFフィールドを持つ。STA2000は、DMG Beaconフレームに応答してA-BFTのスロットを利用してRSSを送信する場合、Initial BFフィールドに1を設定して送信する。
つまり、sSSWフレームにおいて、Initial BFフィールドは、接続が確立されていない通信装置間でSLSを行う場合に、1(true)が設定される。接続が確立されていない場合とは、例えば、アソシエーションが行われていない場合である。また、接続が確立されていない場合の別の例は、例えば、PHYパケットの送受信が該当の通信装置間で一度も行われていない場合である。また、Addressingフィールドには、実施の形態1で示したとおり、RAとTAとScramble Initializationに基づき算出したハッシュ値を設定する。ここで、STA2000は、すでにDMG Beaconフレームを受信しているので、RAを設定することができる(TAは、自身のアドレスであるから、設定することができる)(ステップS102)。
ステップS102において、AP1000は、sSSWフレームを受信する。AP1000は、STA2000との間でアソシエーションしていないため、該当するAddressingの値をアドレステーブルに持っていない。しかし、受信したsSSWフレームにはInitial BFフィールドが設定されているため、AP1000は、応答する必要があると判断する。
AP1000は応答する必要があると判断されたsSSWを受信し、CDOWNフィールドが0のsSSWフレームを受信した後(もしくは、受信が予想されるタイミングの後)、SSW-FeedbackフレームをSTA2000に対して送信する。しかし、AP1000はSTA2000のMACアドレスをこの時点で知らない。
そこで、AP1000は、SSW-FeedbackフレームのRAフィールドには、ステップS102で受信したAddressingの値と、スクランブルに用いられたシード値(例えば実施の形態1に記載のScrambler Initialization)とを合わせて送信する。
図31は、SSW-Feedbackフレームのフォーマットを示す図である。図31のSSW-Feedbackフレームは、11ad規格に定められたSSW-Feedbackフレームと同じフィールド構成を持つ。すなわち、Frame Controlフィールド、Durationフィールド、RAフィールド、TAフィールド、SSW Feedbackフィールド、BRP Requestフィールド、Beamformed Link Maintenanceフィールド、FCSフィールドを含む。RAフィールドは、11ad規格と異なり、3つのサブフィールドを持つ。すなわち、Copy of Addressingフィールド、Scrambler seedフィールド、Reservedフィールドを含む。
ステップS102で送信されたsSSWフレームにおいては、スクランブルのシードは、sSSWフレーム毎に変更されて送信されるため、AP1000は、SSW FeedbackフレームのSSW Feedbackフィールドが指し示すsSSWフレームにおいて、使われたシード及び対応するAddressingの値を通知する(ステップS103)。すなわち、AP1000は、図31に示すSSW-FeedbackフレームのCopy of Addressingサブフィールドに、通知するAddressingの値を格納し、Scrambler seedサブフィールドに、通知するシードの値を格納する。
なお、実施の形態2のように、CDOWN値をAddressingのスクランブルのシードに用いた場合には、SSW-FeedbackフレームのRAフィールドにシードを埋め込んで送信することを省略することができ、AP1000は、Addressingを送信すればよい。なぜなら、選択されたsSSWフレームのCDOWN値はSSW FeedbackフレームのSSW Feedbackフィールドにて通知されるためである。この場合も、Addressingの値は、受信したsSSWフレームの値(すなわち、該当のCDOWN値でスクランブルされたAddressingの値)をRAフィールドに入れて送信する。
なお、ステップS102において、Initial BFフィールドに1(true)を設定してsSSWフレームを送信したので、ステップS103において、AP1000以外のアクセスポイントがSTA2000に対して応答してしまう恐れがある。しかし、以下に示す方法1~方法3によりこれを回避できる。
(方法1)
全てのAPは、APが設定したA-BFTのスロット期間においてInitial BFフィールドに1が設定されたsSSWフレームを受信した場合、応答としてのSSW-Feedbackフレームを送信する。
(方法2)
ステップS102において、STA2000は、図32に示すとおり、ハッシュ関数をRAとTAと別個に適用する。これにより、sSSWフレームを受信した全てのAPは、Addressing-RAを検査することによって、自AP宛てのフレームかどうかを判別することができる。図32は、sSSWフレームに含まれるAddressingフィールドの他の計算手順を示す図である。
(方法3)
全てのAPは、APが設定したA-BFTのスロット期間においてsSSWフレームを受信した場合、受信したAddressingの値に関わらず、図31のSSW-Feedbackフレームのフォーマットを用いて、応答としてのSSW-Feedbackフレームを送信する。この方法は、方法1と同様の効果が得られる上、Initial BFフィールドを用いる必要が無いため、図5と同じsSSWフレームのフォーマットを用いることができる。
実施の形態5によれば、DMG Beaconに応じてInitial BFビットを付加してsSSWフレームを送信するため、送信先の通信装置が送信元のアドレスについて未知の状態であってもsSSWフレーム用いてSLSを行うことができ、フレーム長を短縮し、SLSに要する時間を短縮することができる。
実施の形態5によれば、Initial BFビットを付加された複数のsSSWフレームを受信したとき、1つのsSSWフレームを選択し、選択したsSSWフレームに含まれるAddressingフィールドをSSW-FeedbackフレームのRAフィールドに含めて送信するため、送信先の通信装置が送信元のアドレスについて未知の状態であってもsSSWフレーム用いてSLSを行うことができ、フレーム長を短縮し、SLSに要する時間を短縮することができる。
(実施の形態6)
[2つの通信装置の相互動作]
図33は、AP1000とSTA2000がSLSを行う手順を示す図である。図33は、図29と異なり、STA2000がNext A-BFTフィールドが0ではない値をもつDMG Beaconフレームを受信した場合を示している。従って、STA2000はA-BFTのスロットを使用したRSSを行わないので、DTIを用いて、STA2000がInitiatorとなりSLS手順を開始する。
まず、AP1000は、DMG Beaconフレームを送信する。DMG Beaconフレーム内のNext A-BFTフィールドは0以外に設定されている。すなわち、DMG Beaconフレームに引き続き、A-BFTがスケジューリングされないため、STAはA-BFTを利用してRSSに関するSSWフレームを送信しない(ステップS201)。
次に、STA2000は、DTIにおいて自身をinitiatorとしてSLSを開始する。まず、ISSに関するsSSWフレームを送信する(ステップS202)。
ステップS202において、STA2000は、AP1000に対して接続が確立していないため(つまり、STA2000のMACアドレスはAP1000において未知である)、Initial BFフィールドを1(true)に設定してsSSWフレームを送信する。このとき、STA2000は、Directionフィールドを、InitiatorからResponderに送信されていることを示す0に設定する。また、STA2000は、DMG Beaconフレームから取得したAP1000のMACアドレスをRAに設定し、STA2000のMACアドレスをTAに設定し、実施の形態1で示したようにスクランブルとハッシュ関数の適用を行い、Addressingフィールドの値を算出する。
受信したsSSWフレームに応じて、AP1000は、RSSに関するsSSWフレームを送信する(ステップS203)。
ステップS203において、AP1000は、unknown(未知)を示す予め定められた値をRAに設定し、AP1000のMACアドレスをTAに設定して、スクランブル、ハッシュ関数の適用を行い、Addressingフィールドの値を算出する。また、Directionフィールドの値は、ResponderからInitiatorへの送信を意味する、1に設定する。また、接続が確立していない通信装置間のSLSであることを示すため、Initial BFフィールドは、1に設定する。
なお、RAとして使われる未知を表すアドレスは、例えば00-00-00-00-00-00-00としてもよい。なお、RAとして使われる未知を表すアドレスは、例えばFF-FF-FF-FF-FF-FFとしてもよい。
なお、ステップS203におけるsSSWフレームにおいては、Initial BFフィールドの値を0(false)としてもよい。RAに未知を示すアドレスが設定されているため、Initial BFフィールドにて改めて示さなくても良い。Directionフィールドが0かつInitial BFフィールドが1に設定されている場合は、DMG Beaconへの応答ではないsSSWフレームであると判断でき、Directionフィールドが1かつInitial BFフィールドが1に設定されている場合は、DMG Beaconへの応答であるsSSWフレームであると判断してもよい。
ステップS203において送信されたsSSWフレームを、STA2000が受信した場合、STA2000は自身宛のAddressingかどうかを判定する。このとき、STA2000は、図16の代わりに、図34に示すような、RAがunknownであるときのAddressing値のテーブルを持っておくことで、判定を行える。すなわち、例えば、STA2000は、受信したsSSWフレームのSIの値が8であり、受信したAddressingの値がh581であるとき、RAがunknownで、TAがAP1であるAddressing値であると判別できる。
なお、STA2000は、すでにステップS202でInitial BFフィールドを1としたsSSWフレームを送信しているため、AP1000(アドレステーブル上のAP1)からRAをunknownに設定したsSSWフレームを受信することを期待している。図34は、STAのMACアドレスと、Addressing(ハッシュ値)との対応表を示す図である。従って、図34のようなテーブルを持たず、sSSWフレームを受信する毎に、SIの値と、RAをunknown、TAをAP1(AP1000のアドレス)に設定したRAとTAの値からAddressingの値を都度算出して、受信したAddressingの値と照合しても良い。
また、図34に示すテーブルを持つには、ステップS201でAP1000のアドレスを受信してからAddressingの値を計算して作成する必要がある。そして、作成されたテーブルは、初期接続(AP1000から見てアドレスが未知である間)以外には使われない。このような計算を省くため、ステップS203において、Initial BFの値を1に設定したsSSWフレーム(すなわち例えばステップS202に送信されたsSSW)への応答としてsSSWを送信する場合には、スクランブルシードの値をあらかじめ定められた値(例えば1)とする、としてもよい。
また、ステップS203において、Initial BFの値を1に設定したsSSWフレーム(すなわち例えばステップS202に送信されたsSSW)への応答としてsSSWを送信する場合には、Initial BFの値を1に設定したsSSWフレームのshort SSW Feedbackフィールドの特定ビット(たとえば下位4ビット)に設定された値をスクランブルシードの値として用いる、としてもよい。
STA2000は、RAがunknownで、TAがAP1であるAddressing値を持つsSSWフレームを受信した後、SSW-Feedbackフレームを送信する(ステップS204)。
STA2000はすでにAP1000のMACアドレスを知っているから、RAにAP1000のアドレスを、TAにSTA2000のアドレスを設定してSSW-Feedbackフレームを送信する。
AP1000がSSW-Feedbackフレームを受信した後、SSW-ACKフレームを送信して、SLS手順を終了する(ステップS205)。
SSW-FeedbackフレームにはTAとしてSTA2000のアドレスが格納されているため、AP1000はSTA2000のアドレスを知ることができる。そのため、AP1000は、RAにSTA2000のアドレスを、TAにAP1000のアドレスを設定して、SSW-ACKフレームを送信する。
なお、AP1000は、ステップS204で受信したRA,TAの実際の値からAddressingの値を計算し、ステップS202で受信したAddressingの値と照合し、一致した場合、SSW-ACKフレームを送信するとしてもよい。
なお、ステップS202において、Initial BFフィールドに1を設定してsSSWフレームを送信したので、ステップS203において、AP1000以外のアクセスポイントやSTAがSTA2000に対して応答する可能性がある。しかし、以下に示す方法1~方法4によりこれを回避できる。
(方法1)
ステップS202において、STA2000は、sSSWフレームのSSW-FeedbackフィールドにAP1000のMACアドレスの下位11ビットを設定して送信する。sSSWフレームを受信したAPは、APのMACアドレスの下位11ビットが、SSW-Feedbackフィールドに設定された値と一致した場合、ステップS203における応答を行う。
(方法2)
ステップS202において、STA2000は、図32に示すとおり、ハッシュ関数をRAとTAと別個に適用する。これにより、sSSWフレームを受信した全てのAPは、Addressing-RAを検査することによって、自AP宛てのフレームかどうかを判別することができる。
(方法3)
ステップS202において、STA2000は、RAとTAの両方にAP1000のMACアドレスを設定し、スクランブルとハッシュ関数の計算を行いAddressingの値を算出し、sSSWフレームを送信する。AP1000がsSSWフレームを受信した後、RAとTAとの両方にAP1000のMACアドレスを設定し、スクランブルとハッシュ関数の計算を行い算出したAddressingの値と照合を行い、一致したとき場合、AP1000宛てのsSSWフレームであると判断し、ステップS203の応答を行う。
(方法4)
ステップS202において、STA2000は、sSSWフレームのSSW-Feedbackフィールドのうちいずれか2ビットに、宛先がAP、PCP、STAのいずれであるかを示すtarget type情報を設定する。AP1000宛てにsSSWフレームを送信する場合には、STA2000は、target type情報を、APを示す値に設定する。これにより、AP以外が応答することは無いので、意図しないSTAが応答してしまうことを避けることができる。
なお、以下の実施の形態において、AP(Access Point)は、PCP(personal basic service set control point)に置き換えても、同様の効果を得ることができる。なお、PCPは、11ad規格において、ピアツーピア通信の制御を行うSTAである。
方法1~4の方法は、単独で用いても、複数を組み合わせて用いてもよい。
実施の形態6によれば、アソシエートしていないSTAは、Initial BFビットを付加してsSSWフレームを送信するようにしたので、送信先の通信装置が送信元のアドレスについて未知の状態であってもsSSWフレーム用いてSLSを行うことができ、フレーム長を短縮し、SLSに要する時間を短縮することができる。
実施の形態6によれば、APは、Directionフィールドが0に設定され、Initial BFビットを付加された複数のsSSWフレームを受信した場合、1つのsSSWフレームを選択し、RAを未知のアドレスを示すビット列に設定したAddressing値を含むsSSWフレームを用いてRSSを行うようにしたので、送信先の通信装置が送信元のアドレスについて未知の状態であってもsSSWフレーム用いてSLSを行うことができ、フレーム長を短縮し、SLSに要する時間を短縮することができる。
(実施の形態7)
[2つの通信装置の相互動作]
図35は、AP1000とSTA2000がSLSを行う別の手順を示す図である。図35と同様に、STA2000がNext A-BFTフィールドが0ではない値をもつDMG Beaconフレームを受信した場合を示している。図35を用いて、STA2000がSLSを開始するもうひとつの(図33とは異なる)方法を示す。
まず、AP1000は、DMG Beaconフレームを送信する。このとき、DMG Beaconフレーム内のNext A-BFTフィールドは0以外に設定されている。すなわち、このDMG Beaconフレームに引き続き、A-BFTがスケジューリングされないため、STAはA-BFTを利用してRSSに関するSSWフレームを送信しない(ステップS301)。
STA2000は、DMG Beaconフレームを送信する(ステップS302)。
ステップS302において、STA2000は、Discovery Modeフィールドを1に設定し、BSSに属していないSTAがDMG Beaconフレームを送信していることを明示する。また、A-BFT Responderに、ステップS301で受信したAP1000のMACアドレスを設定する。また、DMG Beaconにおいて、STA2000がshort SSWをサポートしていることを示すフィールドを含める。例えば、Beacon Interval Controlフィールドのリザーブビットや、Beacon Bodyのオプショナル部分に含めてもよい。
DMG Beaconを受信したAP1000は、RSSに関するsSSWフレームを送信する(ステップS303)。
ステップS303において、RSSに関するsSSWフレームを送信する。ステップS302にて送信されたDMG BeaconにはSTA2000のMACアドレスが含まれるため、RAにSTA2000のアドレスを設定し、TAにAP1000のアドレスを設定し、実施の形態1に示したようにスクランブルとハッシュ関数を適用してAddressingの値を算出する。AP1000とSTA2000との間の接続は確立されていないから、Initial BFフィールドは1(true)に設定する。
なお、RAすなわちSTA2000のMACアドレスは、AP1000において既知であるため、Initial BFフィールドは0(false)に設定しても良い。
RSSとしてのsSSWフレームを受信したSTA2000は、SSW-Feedbackを送信する(ステップS304)。
ステップS304において、STA2000はステップS301ですでにAP1000のMACアドレスを知っているから、RAをAP1000のMACアドレスに、TAをSTA2000のMACアドレスに設定してSSW-Feedbackを送信する。
実施の形態7によれば、アソシエートしていないSTAは、Discovery Modeフィールドを1に設定し、A-BFT ResponderフィールドをAPのMACアドレスに設定し、sSSWフレームをサポートするフィールドを1に設定して送信するようにしたので、送信先の通信装置が送信元のアドレスについて未知の状態であってもsSSWフレーム用いてSLSを行うことができ、フレーム長を短縮し、SLSに要する時間を短縮することができる。
(実施の形態8)
実施の形態8は、sSSWフレームの他の構成について説明する。
図36に、実施の形態8に係るsSSWフレームの構成を示す。図36のsSSWフレームは、図5のsSSWと比べ、FCSフィールドを含まない代わりに、FCS+Seedフィールドを含む。また、実施の形態1の通信装置100は、Addressingフィールドの算出(図6)においてPHYヘッダのスクランブラ初期値(SI:Scrambler Initialization)フィールドの値をスクランブルのシードとして用いたが、実施の形態8の通信装置100は、任意の値をスクランブルのシードとして用いる。なお、スクランブルに用いた任意の値は、FCS+Seedフィールドとして、sSSWフレームに追加する。このため、sSSWフレームを受信した通信装置(STA)は、RAとTAとを得ることができる。
[通信装置の送信動作]
図37は、送信時におけるFCS+Seedフィールドの値の算出方法を示す図である。
まず、実施の形態1または2と同様に、通信装置(AP)は、RAとTAに対してスクランブルを行った後(ステップS1)、ハッシュ関数を適用し、Addressingのハッシュ値を算出する(ステップS2)。
ステップS1において、実施の形態1ではPHYヘッダのSIフィールドの値をスクランブルのシードとして用い、実施の形態2ではsSSWフレームのCDOWNの値をスクランブルのシードとして用いたが、本実施の形態では、任意の値をスクランブルのシードとして用いる。
次に、通信装置(AP)は、sSSWフレームのうち、FCS+Seedフィールドを除く部分全体に対して4ビットのCRCを計算する。算出したCRCをFCS(Frame check sequence)と呼ぶ(ステップS16)。
次に、通信装置(AP)は、Addressingの算出に用いた任意のスクランブルのシードの値(Scrambler Seed)とFCSの値との間でXOR演算を行う(ステップS17)。通信装置(AP)は、XOR演算によって得られた値をFCS+Seedフィールドとし、送信する。
[通信装置の受信動作]
図38は、Addressing+FCSフィールドの値の受信処理を示す図である。
まず、sSSWを受信した通信装置(STA)は、受信したsSSWフレームのうちFCS+Seedフィールドを除く全ての部分から4ビットのCRCを算出する(ステップS18)。算出したCRCを、calculated FCSと呼ぶ。
sSSWを受信した通信装置(STA)は、calculated FCSの値と、受信したFCS+Seedフィールドの値とをXOR演算し、Scrambler Seedの値を得る(ステップS19)。
sSSWを受信した通信装置(STA)は、受信したAddressingの値と、ステップS19で得られたScrambler Seedの値とを用いて、実施の形態3と同様に、得られたAddressingの値と、図13~図16のアドレステーブルのいずれかを用いて、自STA宛のsSSWフレームかどうかを判別する。前述の通り、図13~図16のアドレステーブルのいずれかを用いる場合には、sSSWを受信した通信装置(STA)は、Scrambler Seedの値に対応する列を参照する。
sSSWフレームにビット誤りが含まれ、ステップS19で正しくないScrambler Seedが得られた場合、参照したアドレステーブルの列には受信したAddressingと同じ値が含まれない。従って、受信したsSSWフレームは自分宛でないか、もしくはビット誤りを含む値とみなすことができ、sSSWを受信した通信装置(STA)は、受信したsSSWフレームを破棄する。
つまり、図37において、通信装置100は、任意に選択したスクランブラのシードの値をXOR演算して送信するため、実施の形態1と同様に、アドレステーブルの探索範囲を狭めることができ、ハッシュの衝突が起こる確率を下げることができる。
通信装置100は、sSSWフレームごとに異なるスクランブラのシードの値を選択することにより、ISS中の全てのSSWフレームにおいてハッシュの衝突が起こることを避けることができる。
通信装置100は、ISS中の全てのsSSWフレームで同じスクランブラのシードの値を選択し、また、SLSごとに異なるスクランブラのシードの値を選択してもよい。この方法は、ISS中のいずれか1つのsSSWフレームにおいてハッシュの衝突が起きるとSLSが失敗する場合において有効である。これにより、SLS中にハッシュの衝突を起こさずにSLSの手順を成功させる確率を高めることができる。
実施の形態8では、通信装置100は、算出したFCSの値と、任意に選択したスクランブラのシードの値をXOR演算して送信するため、アドレステーブルの探索範囲を狭めることができ、ハッシュの衝突が起こる確率を下げることができる。
(実施の形態9)
本実施の形態では、実施の形態1の図7、図8に示すスクランブラと異なる構成について説明する。図39、図40は、スクランブラの他の構成を示す図である。すなわち、スクランブルを行うための演算において、XOR演算、ビットシフトの代わりに、整数の加算を用いる。
図39に示すスクランブラ3900は、分割部3901、加算部3902a~3902L、結合部3903を含む。
分割部3901は、スクランブラ入力を、オクテット(8ビット)単位に分割する。分割部3901は、スクランブラ入力が96ビットの場合、第1オクテットから第12オクテットを出力する。
加算部3902aは、第1オクテットと、スクランブラシードとを加算する。なお、加算部3902aは、加算後の値が8ビットとなるよう、256で除した余り(mod 256)を算出しても良い。
加算部3902b~3902Lは、加算部3902aと同様に、それぞれ第2オクテットから第12オクテットに対して加算と剰余を行う。図39では、スクランブラ3900は、加算部を12個備えるが、スクランブラ入力のビット数に応じて、加算部の個数を増減してもよい。
結合部3903は、12個の加算部3902a~3902Lから出力されたデータを結合し、96ビットのスクランブラ出力データを生成する。
図39においてスクランブラシードは、他の実施の形態に記載したScrambler Initializationであってもよい。また、図39においてスクランブラシードは、他の実施の形態に記載したCDOWNの値であってもよい。
図41は、図39のスクランブラを用いて計算を行った例を示す図である。第1のRAとTAの組(第1のアドレスという)は、16進数表記で、2B-A7-D2-7E-4D-08-4B-B7-23-B2-AA-02である。第1のRAとTAの組に対するCRC(第1のCRCという)は、16進数表記で、8465である。第2のRAとTAの組(第2のアドレスという)は、16進数表記で、72-76-B7-68-E0-A7-94-DC-36-CA-7F-D9である。第2のRAとTAの組に対するCRC(第2のCRCという)は、16進数表記で、8465である。第1のCRCと第2のCRCは同じ値である。すなわち、図39に示すスクランブルを行わない場合、第1のアドレスと、第2のアドレスは、ハッシュの競合を起こしている。図41のSeedが0の行に、スクランブルを行わない場合のアドレスとCRCを示す。
図41のSeedが1からFの行に、シードの値を1からF(16進数表記)に変えて図39のスクランブラを適用した結果を示す。例えば、シードの値を1としてスクランブラを適用した場合、第1のアドレスの値は2C-A8-D3-7F-4E-09-4C-B8-24-B3-AB-03に変更される。つまり、第1のアドレスの最初のオクテット(2B)にシードの値1が加算されて2Cとなり、第2のオクテットA7にも1が加算されてA8となる。他のオクテットに対しても同様である。また、スクランブラを適用した後のアドレスに対するCRCは、4F39である。
また、第2のアドレスに対しても同様にシードの値を1としてスクランブラを適用した場合、第2のアドレスの値は73-77-B8-69-E1-A8-95-DD-37-CB-80-DAである。CRCは、C446である。このように、ハッシュの競合を起こしていた(CRCが等しい)2つのアドレスに対して、図39のスクランブルを適用することにより、2つのアドレスに対してそれぞれ異なるCRCの値が得られるようになり、ハッシュの競合を避けることができる。
通信装置100は、図4でのISSの期間において、図41での第1のCRCの値を、sSSW毎にSeedの値を変えて、送信してもよい。図41での第1のCRCの値及び第2のCRCの値は、Seedの値が「0」では競合し、Seedの値が「1」から「F(10進数で15)」では競合しない。このように、通信装置100は、図39でのスクランブラを用いることにより、ハッシュの競合が起こる確率を低減することができる。
また、通信装置100は、図4でのISSの期間において、図41での第1のCRCがAddressingフィールドに格納されたsSSWフレームを複数個受信し、実施の形態1と同様に、受信したAddressingの値を通信装置100が保持しているアドレステーブル(例えば図13)と照合する。ここで、アドレステーブルに、図41での第1のアドレスが含まれている場合、通信装置100は、受信したsSSWフレームのAddressingの値が、第1のアドレスに対応するものであると判別する。なお、アドレステーブルに、図41での第2のアドレスが含まれており、通信装置100が、Seedが「0」に対応するAddressingの値を持つsSSWフレームを受信した場合、通信装置100は、Addressingの値が、第2のアドレスに対応するものであると判別する。
また、図41では、Seedの値が「0」の場合、アドレスの競合が発生する。したがって、通信装置100は、Seedの値が「0」のsSSWフレームを受信した場合、Seedの値が、本来、第1のアドレスに対応する値であっても、第2のアドレスに対応する値であると誤判別する可能性がある。また、通信装置100は、どのSeedの値においてアドレスの競合が発生しているかを知ることは困難である。
そこで、通信装置100は、少なくとも2つの異なるSeedの値を持つsSSWフレームを受信して、各Seedの値に応じてアドレステーブルと照合し、一致した場合、応答を行う。
つまり、通信装置100は、複数の異なるSeedの値に対応するsSSWフレームを受信した場合に、Addressingの照合結果を正しいとみなし、応答(例えば、ISSに対するRSS、またはRSSに対するSSW-Feedback)を行ってもよい。これにより、通信装置100は、アドレスの競合による誤った応答を行う確率を低減することができる。
なお、通信装置100は、図39でのスクランブラを用いることで、複数のSeedで競合が起こる確率を低減でき、複数の異なるSeedの値に対応するsSSWフレームを受信した場合に応答を行うので、アドレスの競合による誤った応答を行う確率を低減することができる。
図40は、スクランブラの他の構成を示す図である。図40に示すスクランブラ4000は、分割部3901、加算部3902a~3902L、結合部3903、乗算部3904から成る。図39と同じ構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する。
乗算部3904は、スクランブラシードに対して定数「13」を乗算する。乗算部3904は、13の代わりに、他のあらかじめ定められた定数を用いても良い。
スクランブラ4000は、スクランブラシードに対して定数を乗算することで、加算部3902a~3902Lの出力のビットパターンを変えることができるため、スクランブル効果を高めることができる。
乗算部3904において、定数「13」を乗算する理由について説明する。加算部3902a~3902Lの出力のビットパターンを変えるためには、スクランブラシードと定数との乗算結果を2進数で表したときに、値0が連続する部分及び値1が連続する部分が短いほうが望ましい。たとえば、定数「13」は、2進数で表すと「1101」である。すなわち、1が連続する二つの部分(11と1)、およびその間の0から成る。このような値は、たとえば、15(2進数で表すと1111、つまり、値1が4個連続)や1(2進数で表すと0001、つまり、値0が3個連続)と比べ、値0が連続する部分及び値1が連続する部分が短い。
また、スクランブラシードの値が4である場合、乗算する定数の値が13では、乗算結果は52(2進数で表すと0011 0100)であり、また、乗算する定数の値が例えば12では、乗算結果は48(2進数で表すと0011 0000)である。このように、乗算する定数「13」は、値0が最大2個連続するが、定数「12」は、値0が最大4個連続する。つまり、定数「13」は、定数「12」よりも、値0が連続する部分が短い。
乗算結果が上記の特徴を持つ場合、加算部3902a~3902Lへのもう一方の入力であるオクテットデータ(X)の値に応じて、加算の結果として桁上がりが起こる場合と起こらない場合とがそれぞれ発生する。桁上がりの有無はハッシュ(図6のS2)の出力結果に影響を与えるため、ハッシュの競合を回避できる可能性が高まる。言い換えると、通信装置100は、オクテットデータ(X)の値の加算によって、加算結果に桁上がりを発生することで、スクランブル効果を向上させることができる。
なお、定数として、「11」や「17」を用いても良い。
なお、スクランブラ4000は、スクランブラシードに対する乗数として素数を用いることで、加算部3902a~3902Lの出力のビットパターンを、素数以外を乗算した場合に比べ、さらに大きく変えることができるため、スクランブル効果をさらに高めることができる。
以上より、通信装置100は、オクテット単位でスクランブラシードに基づく値を加算することによりスクランブルを行う。これにより、通信装置100は、ISSもしくはRSS中のいずれかのsSSWでハッシュの衝突が起こった場合、スクランブラシードの値が変わることでハッシュの衝突を回避することができる。このため、通信装置100は、ISSもしくはRSSの全てのsSSWで衝突が起こるということを避けることができる。
また、通信装置100は、オクテット単位に整数の加算を用いてスクランブルを行うため、スクランブラ出力のCRC値を大きく変化させることができ、ISSもしくはRSSの全てのsSSWで衝突の発生を回避できる。
(実施の形態10)
第1の構成
[通信装置の送信動作]
図42は、PHYフレームの第1の構成を示す。図42のPHYフレームにおいて、PHYヘッダは、図5のPHYヘッダと比べ、HCSフィールドを持たない代わりにCombined HCSフィールドとHCS+FCSフィールドを持つ。また、図42のPHYフレームにおいて、sSSWフレームは、図5のsSSWと比べ、FCSフィールドを持たない。また、Reservedフィールドは、図5より4ビット多い5ビットである。
以下、通信装置(AP)がsSSWフレームを送信し、通信装置(STA)がsSSWフレームを受信する場合を説明するが、通信装置(STA)がsSSWフレームを送信し、通信装置(AP)がsSSWフレームを受信する場合、および通信装置(STA)がsSSWフレームを送信し、通信装置(STA)がsSSWを受信する場合も同様である。
図43は、送信時におけるHCS+FCSフィールドの値の算出方法を示す図である。まず、実施の形態1または2と同様に、通信装置(AP)は、PHYヘッダのHCS+FCSフィールドを除く部分とshort SSWフレームを生成する。このとき、通信装置(AP)は、Combined HCSフィールドを1に設定する。
次に、通信装置(AP)は、図43のPHYヘッダのうち、HCS+FCSフィールドを除く部分全体に対して16ビットのCRCを計算する。算出したCRCをHCS(Header Check Sequence)と呼ぶ。
次に、通信装置(AP)は、図43のsSSWフレームの全体に対して16ビットのCRCを計算する。算出したCRCをFCS(Frame Check Sequence)と呼ぶ。
次に、通信装置(AP)は、算出したHCSの値とFCSの値との間でXOR演算を行う。通信装置(AP)は、XOR演算によって得られた値を図43のHCS+FCSフィールドとし、送信する。
[通信装置の受信動作]
図43を参照して、HCS+FCSフィールドの値の受信処理は、送信処理と同様に行われることを説明する。
まず、sSSWを受信した通信装置(STA)は、受信したPHYヘッダのうちHCS+FCSフィールドを除く全ての部分から16ビットのCRCを算出する。算出したCRCを、calculated HCSと呼ぶ。
次に、sSSWを受信した通信装置(STA)は、受信したsSSWフレームの全体から16ビットのCRCを算出する。算出したCRCを、calculated FCSと呼ぶ。
次に、sSSWを受信した通信装置(STA)は、受信したCombined HCSビットの値が1に設定されているとき、calculated HCSとcalculated FCSのXORを算出する。算出した値を、calculated HCS+FCSと呼ぶ。
sSSWを受信した通信装置(STA)は、受信したHCS+FCSフィールドの値と、calculated HCS+FCSの値が一致したとき、PHYヘッダとsSSWフレームのいずれにもビット誤りが含まれないと判断し、sSSWフレームの受信処理を継続する。
また、sSSWを受信した通信装置(STA)は、受信したHCS+FCSフィールドの値と、calculated HCS+FCSの値が一致しないとき、PHYヘッダとsSSWフレームのいずれかもしくは両方にビット誤りが含まれるとみなし、受信したPHYフレームを破棄する。
また、sSSWを受信した通信装置(STA)は、受信したCombined HCSビットの値が0に設定されているとき、calculated FCSを算出しない。sSSWを受信した通信装置(STA)は、従来の11ad規格と同様に、算出したcalculated HCSを用い、受信したHCSと比較を行う。
なお、図42のフレーム構成では、通信装置(AP)は、Combined HCSの値が1に設定されているとき、HCS+FCSの値をPHYヘッダに含めた。また、通信装置(AP)は、Combined HCSの値が0に設定されているとき、従来の11ad規格に従い、HCS+FCSの値を含めず、HCSの値を含めてもよい。つまり、通信装置(AP)は、PHYフレームがsSSWフレームを含む場合に、Combined HCSの値を1に設定し、HCS+FCSの値をPHYヘッダに含め、PHYフレームがsSSWフレームを含まない場合に、Combined HCSの値を0に設定し、HCSの値をPHYヘッダに含めるとしてもよい。
なお、通信装置(AP)は、Combined HCSフィールドをPHYヘッダに含める代わりに、Lengthフィールドの値が14未満の場合にはHCS+FCSの値をPHYヘッダに含め、Lengthフィールドの値が14以上の場合にはHCSの値をPHYヘッダに含めるようにしてもよい。なお、図42では、lengthフィールドが10のため、通信装置(AP)は、HCS+FCSの値をPHYヘッダに含めている。
11ad規格では、Control PHYではLengthの値は14以上であると定められているので、通信装置(AP)は、Lengthの値が14以上の場合には、11ad規格に従いHCSの値をPHYヘッダに含め、Lengthの値が14未満の場合には、11ad規格と異なるHCS+FCSの値をPHYヘッダに含めるようにしてもよい。これにより、通信装置(AP)は、Combined HCSフィールドを省略できるため、1ビットをReservedビットに追加することができる。
従来の11ad規格にまで対応した端末(11ad端末)がCombined HCSの値が1に設定された図42のPHYフレームを受信した場合、11ad規格に従いHCSの値を計算するが、HCS+FCSフィールドの値とHCSとを照合するため、不一致となる。従って、11ad端末は、sSSWフレームが、HCSエラーを持つパケットであるとみなし、破棄する。このように、Combined HCSの値が1に設定された図42のPHYフレームは、11ad端末から破棄されるため、11ad端末に悪影響を与えることがない。
第2の構成
図44は、PHYフレームの第2の構成を示す図である。図44のPHYヘッダは、図42のPHYヘッダと異なり、Joint FCSフィールドと、FCSフィールドを持つ。図44のsSSWフレームは、図42のsSSWと同様である。
[通信装置の送信動作]
図45は、送信時におけるFCSフィールドの値の算出方法を示す図である。まず、実施の形態1または2と同様に、通信装置(AP)は、PHYヘッダのHCS+FCSフィールドを除く部分とshort SSWフレームを生成する。このとき、通信装置(AP)は、Joint FCSフィールドを1に設定する。
次に、通信装置(AP)は、図45のPHYヘッダのうちFCSフィールドを除く部分と、図45のsSSWフレーム全体を結合したデータ系列に対して16ビットのCRCを計算する。通信装置(AP)は、算出したCRCを、PHYヘッダのFCSフィールドに含めてPHYフレームを送信する。
[通信装置の受信動作]
sSSWを受信した通信装置(STA)は、受信したJoint FCSビットの値が1に設定されているとき、受信したPHYヘッダのうちFCSフィールドを除く部分と、受信したsSSWフレーム全体を結合したデータ系列に対して16ビットのCRCを計算する。通信装置(STA)は、算出したCRCの値と、受信したFCSフィールドの値とを比較することにより、PHYヘッダとsSSWフレームのいずれかもしくは両方にビット誤りがあるかどうかを判別する。
sSSWを受信した通信装置(STA)は、受信したJoint FCSビットの値が0に設定されている場合、受信したPHYヘッダのうちFCSフィールドを除く部分に対して16ビットのCRCを計算する。これは、11ad規格のHCSの処理と同様である。
なお、通信装置(AP)は、Joint FCSフィールドをPHYヘッダに含める代わりに、Lengthフィールドの値が14未満の場合にはFCSの値をPHYヘッダに含め、Lengthフィールドの値が14以上の場合にはHCSの値をPHYヘッダに含めるようにしてもよい。なお、図44では、lengthフィールドが10のため、通信装置(AP)は、FCSの値をPHYヘッダに含めている。
11ad規格では、Control PHYではLengthの値は14以上であると定められているので、通信装置(AP)は、Lengthの値が14以上の場合には、11ad規格に従いHCSの値をPHYヘッダに含め、Lengthの値が14未満の場合には、11ad規格と異なるFCSの値をPHYヘッダに含めるようにしてもよい。これにより、通信装置(AP)は、Joint FCSフィールドを省略できるため、1ビットをReservedビットに追加することができる。
実施の形態10の第1の構成では、通信装置100は、Combined HCSフィールドをPHYヘッダに含め、Combined HCSフィールドの値が1に設定された場合に、算出したHCSの値と、算出したFCSの値をXOR演算して送信するため、従来のSSWフレームよりフレーム長を短縮することができ、かつ、高い誤り検出能力を得ることができる。
実施の形態10の第1の構成では、通信装置100は、Lengthフィールドの値が14未満の場合に、算出したHCSの値と、算出したFCSの値をXOR演算して送信するため、従来のSSWフレームよりフレーム長を短縮することができ、かつ、高い誤り検出能力を得ることができる。
実施の形態10の第2の構成では、通信装置100は、Joint FCSフィールドをPHYヘッダに含め、Joint FCSフィールドの値が1に設定された場合に、PHYヘッダのうちFCSフィールドを除く部分と、受信したsSSWフレーム全体を結合したデータ系列に対して16ビットのCRCを計算して送信するため、従来のSSWフレームよりフレーム長を短縮することができ、かつ、高い誤り検出能力を得ることができる。
実施の形態10の第2の構成では、通信装置100は、Lengthフィールドの値が14未満の場合に、PHYヘッダのうちFCSフィールドを除く部分と、受信したsSSWフレーム全体を結合したデータ系列に対して16ビットのCRCを計算して送信するため、従来のSSWフレームよりフレーム長を短縮することができ、かつ、高い誤り検出能力を得ることができる。
なお、通信装置100は、FCSフィールドに要するビットを削減したことによって、sSSWフレームの長さをさらに短縮しても良い。これにより、通信装置100は、SLSに要する時間を短縮することができ、無線リソースの有効活用(より多くのデータを送信することができる)、消費電力の低減、モバイル環境においてビームフォーミングの高速追従などを実現することができる。
(実施の形態11)
本実施の形態では、実施の形態1の図7、図8に示すスクランブラで用いるシードの通知方法と異なる通知方法を用いる。図46は、シードの通知方法を示す図である。すなわち、通信装置(initiator)は、ISSの送信処理において、Scrambler Initializationフィールド(SI)の値に応じてスクランブルを行う代わりに、図5に示したShort SSW Feedbackフィールドに任意のシードの値を設定し、設定した値に応じて図7、図8に示すアドレスのスクランブルを行う。
RSSでは、通信装置(responder)は、ISSにおいて受信したsSSWフレームのShort SSW Feedbackフィールドに含まれる値をシードとして使用し、図7、図8に示すアドレスのスクランブルを行う。
ISSもしくはRSSの間に、Addressingの競合が起きた場合には、複数の端末がRSSもしくはSSW-FBを送信するため、パケットが衝突し、SLSを正常に完了できない場合がある。
通信装置は、InitiatorとしてSLSを開始し、SLSが正常に完了できなかった場合に、Short SSW Feedbackフィールド設定するシードの値を変更して再度SLSを行ってもよい。シードの値を変更することにより、同じ端末におけるAddressingの競合を避けることができ、SLSが正常に完了する確率を高めることができる。
実施の形態11では、実施の形態1と異なり、SIの値をシードとして用いないため、ISSにおける全てのsSSWにおいて同一のシードを用いたい場合に有効である。また、RSSにおいて使用されるシードの値は、InitiatorによりShort SSW Feedbackフィールドを用いて指定されるため、SLSを正常に完了できなかった場合と同じシードの値がResponderにより使用されてしまうことを避けることができ、SLSが正常に完了する確率を高めることができる。
(実施の形態12)
本実施の形態では、実施の形態1の図7、図8に示すスクランブラで用いるシードと異なるシードの値を用いる。
図47は、シードの通知方法を示す図である。11ad規格において、フレームの送信タイミングはAPによるスケジューリングに従うよう規定されている。スケジューリングは、Beacon Intervalと呼ばれる時間内にて行われ、Beacon Intervalは、BTI(Beacon Transmission Interval)、A-BFT(Association Beamforming Training)、ATI(Announcement Transmission Interval)、DTI(Data Transfer Interval)を含む。
BTIは、APがDMG Beaconを送信する期間である。A-BFTは、DMG Beaconを受信したSTAが、APに対してビームフォーミングトレーニング用のフレームを送信することができる期間である。つまり、BTIとA-BFTを利用して、APをInitiator、STAをResponderとするSLSを行うことができる。ATIは、アナウンスメントフレームと呼ばれる制御情報などを含むフレームの送信に用いられるが、他の用途に用いる場合もある。DTIは、データの転送に用いられる。実施の形態6のように、DTIの期間にビームフォーミングトレーニングを行うこともできる。
A-BFTは、図47では、複数のSSWスロットにより構成される。DMG Beaconに応答するSTAは複数存在してもよいため、各STAは、一定の規則に従いランダムにSSWスロットを選択することにより、他のSTAとの送信の衝突を避けることができる。各SSWスロットは、RSSとSSW Feedbackの送信を含む。RSSは、11ad規格では複数のSSWフレームの送信を含むが、本実施の形態では、SSWフレームの代わりにsSSWフレームを用いてもよい。
通信装置(ResponderとしてのSTA)は、実施の形態1と異なり、Scrambler Initializationの値の代わりに、SSW Slotの番号をシードとして用い、図7、図8に示すアドレスのスクランブルを行う。
Addressingの衝突が発生することによって、SSW Feedbackフレームが複数のAPから送信され、STAにおいて、SSW Feedbackフレームの衝突が発生する。その結果、STAは、SLSを正常に完了できない場合がある。SLSを正常に完了できない場合、通信装置(ResponderとしてのSTA)は、使用するSSWスロットを変更して再度RSSを行ってもよい。APは、SSWスロットが変更することによりシードの値が変更されたsSSWフレームを受信する。このため、STAは、同じAPによるAddressingの競合を避けることができ、SLSが正常に完了する確率を高めることができる。
(実施の形態13)
[2つの通信装置の相互動作]
図48は、AP1000とSTA2000がSLSを行う他の手順を示す図である。図48では、図29と同様に、STA2000がNext A-BFTフィールドの値が0であるDMG Beaconフレームを受信した場合を示す。図48を用いて、STA2000がSLSを開始する他の(図29とは異なる)方法を示す。
まず、AP1000は、DMG Beaconフレームを送信する。このとき、DMG Beaconフレーム内のNext A-BFTフィールドは0に設定されている。すなわち、DMG Beaconフレームに引き続き、A-BFTがスケジューリングされるため、STAは、A-BFTを利用して、RSSに関するSSWフレームを送信してよいことを示す(ステップS101)。
なお、ステップS101におけるAP1000の送信フレームはDMG Beaconフレームであるから、送信先は特定されない。すなわち、DMG Beaconフレームは、報知(ブロードキャスト)情報である。従って、ステップS101において、AP1000は、どのSTAが応答するか、事前に知ることは困難である。
STA2000は、DMG Beaconフレームに応じて、A-BFTのタイムスロットを利用して、RSSに関するsSSWフレームを送信する(ステップS102a)。図49は、sSSWフレームのフォーマットを示す図である。図49では、sSSWフレームは、A-BFT TXフィールドを持つ。STA2000は、DMG Beaconフレームに応答するために、A-BFTのスロットを利用してRSSを送信する場合、sSSWフレームのA-BFT TXフィールドに1を設定して送信する。
STA2000は、sSSWフレームのAddressingフィールドには、実施の形態1と同様に、RAとTAとScramble Initializationに基づき算出したハッシュ値を設定する。ここで、STA2000は、TAに規定値(例えば0)を設定し、また、すでにDMG Beaconフレームを受信しているので、RAにAPのアドレスをを設定する。(ステップS102a)
ステップS102aにおいて、STA2000が、TAに規定値(例えば0)を設定する理由を説明する。STA2000が本来のTA(すなわちSTA2000のMACアドレス)を設定した場合、算出されたAddressingの値を含むsSSWフレームを受信したAP1000は、TAの値について未知であるため、RAの値を照合することが困難である。言い換えると、AP1000は、ハッシュの値に変換されたAdderssingの値を用いることによって、RAとTAの組を照合することは可能であるが、RA及びTAのいずれか一方を照合することは困難である。
AP1000は、あらかじめ、TAの値を0、RAの値を自身のMACアドレスに設定したときのAddressigの値を算出しておく。ステップS102aにおいて、AP1000は、sSSWフレームを受信する。受信したsSSWフレームにはA-BFT TXフィールドが設定されているため、AP1000は、Addressingの値と、前述のあらかじめ算出しておいたAddressingの値とを照合し、一致した場合には、応答する必要があると判断する。
AP1000は、応答する必要があると判断されたsSSWを受信し、CDOWNフィールドが0のsSSWフレームを受信した後(もしくは、受信が予想されるタイミングの後)、SSW-FeedbackフレームをSTA2000に対して送信する(ステップS103a)。なお、AP1000はSTA2000のMACアドレスをこの時点で知らない。
そこで、AP1000は、SSW-FeedbackフレームのRAフィールドには、スクランブルに用いられたシード値(例えば実施の形態1に記載のScrambler Initialization)を含めて送信する。
図50は、SSW-Feedbackフレームのフォーマットを示す図である。図50のSSW-Feedbackフレームは、11ad規格に定められたSSW-Feedbackフレームと同じフィールド構成である。すなわち、Frame Controlフィールド、Durationフィールド、RAフィールド、TAフィールド、SSW Feedbackフィールド、BRP Requestフィールド、Beamformed Link Maintenanceフィールド、FCSフィールドを含む。ただし、RAフィールドは、11ad規格と異なり、2つのサブフィールドを持つ。すなわち、Scrambler seedフィールド、Reservedフィールドを含む。
ステップS102aで送信されたsSSWフレームにおいては、スクランブルのシードは、sSSWフレーム毎、もしくはRSSが実行される毎に、変更されて送信されるため、AP1000は、SSW FeedbackフレームのSSW FeedbackフィールドにおいてsSSWフレームを示す情報を付加し、SSW FeedbackフレームのScrambler seedフィールドに該当するsSSWフレームにおいて使用したシードの値を通知する(ステップS103a)。
ステップS103aにおいて、STA2000は、SSW-Feedbackフレームを受信する。STA2000は、Scrambler seedフィールドに含まれるシードの値と、SSW Feedbackフィールドに含まれる値が示すCDOWNの値(sSSWフレームを示す情報)との組み合わせが、ステップS102aにおいて送信した値の組み合わせ(Addressingフィールドで使用したシードの値とCDONWフィールドの値)と等しい場合、受信したSSW-Feedbackフレームが正しい宛先であると判断し、SLSが正常に完了したと判断する。
例えば、STA2000が送信したsSSWフレームのシードの値とCDOWNの組み合わせが、図4のSTA2のRSSに示す値である場合について説明する。
AP1000が送信するSSW-Feedbackフレームにおいて、Scrambler seedフィールドが示すシードの値が3であり、SSW Feedbackフィールドが示すCDOWNの値が7であった場合、STA2000が送信したsSSWフレームの1つに一致するので(SI=3,CDOWN=7)、STA2000は、SSW-FeedbackフレームがSTA2000宛てであると判断する。
また、AP1000が送信するSSW-Feedbackフレームにいおて、Scrambler seedフィールドが示すシードの値が6であり、SSW Feedbackフィールドが示すCDOWNの値が8であった場合、STA2000が送信したsSSWフレームのいずれにも一致しないので、STA2000は、SSW-FeedbackフレームがSTA2000宛てではないと判断する。
図51は、SSW-Feedbackフレームの他のフォーマットを示す図である。RAフィールドは、2つのサブフィールドを持つ。すなわち、Copy of received sSSWフィールド、Reservedフィールドを含む。
Copy of received sSSWフィールドは、SSW Feedbackフィールドが示すsSSWフレームの、FCSフィールドを除く全てのフィールドの値を含む。
ステップS103aにおいて、STA2000は、SSW-Feedbackフレームを受信する。STA2000は、Copy of received sSSWフィールドに含まれる値が、ステップS102aにおいて送信したsSSWフレームの1つの値と一致するかどうかを確認し、一致する場合に、受信したSSW-Feedbackフレームが正しい宛先(STA2000宛て)であると判断し、SLSが正常に完了したと判断する。
また、STA2000は、図50のフォーマットに対して行った場合と同様に、シードの照合を行っても良い。ただし、Copy of received sSSWフィールドに含まれるAddressingフィールドの照合を行うことでシードの照合と同様の効果が得られるため、STA2000は、シードの照合を行わなくても良い。
また、図51では、Copy of received sSSWフィールドにはsSSWフィールドのFCSを除く全てのフィールドを含めるとしたが、全てのフィールドを含めなくても良い。例えば、Packet Typeフィールドは、sSSWフレームを表す値が設定されていることが明らかであるから、Copy of received sSSWフィールドにはPacket Typeフィールドを含めなくても良い。
一方、Copy of received sSSWフィールドにShort SSW FeedbackフィールドやRF Chain IDを含めることによって、STA2000は、SSW-FeedbackフレームがSTA2000宛てであるかどうかをより高い確率で判別することができる。
なお、SSW-FeedbackフレームのRAフィールドにCopy of received sSSWフィールドを含める代わりに、SSW Feedbackフィールドに含まれる値が指し示すsSSWフレームのFCSの値を含めても良い。STA2000がFCSの値を照合することにより、Copy of received sSSWフィールドを照合した場合と同様に、SSW-FeedbackフレームがSTA2000宛てであるかどうかを判別することができる。
なお、ステップS102aにおいては、実施の形態1、2、13と異なり、STA2000は、SIやCDOWN値、SSW Slot番号とは別に、任意のシードを用いてAddressingの値を算出しても良い。このとき、AP1000は、受信したAddressing値に対して、全ての取りうるシード値を考慮してアドレステーブルとの照合を行う必要があるが、RAの値はAP1000のMACであり、TAの値は規定値(例えば0)としたため、アドレスの組み合わせは1通りであり、容易にAddressing値を探索することができる。例えば、取りうるシード値が16通りであれば、AP1000は、16通りのAddressing値を探索すればよい。
実施の形態13によれば、アソシエートしていないSTAは、TAを規定値に設定して算出したAddressingの値を含めてsSSWフレームを送信するようにしたので、送信先の通信装置が送信元のアドレスについて未知の状態であってもsSSWフレーム用いてSLSを行うことができ、フレーム長を短縮し、SLSに要する時間を短縮することができる。
実施の形態13によれば、APは、アソシエートしていないSTAから送信されたsSSWフレームを受信した場合、1つのsSSWフレームを選択し、選択したsSSWフレームに含まれるAddressingフィールドの算出に用いられたシードの値をSSW-FeedbackフレームのRAフィールドに含めて送信するため、送信先の通信装置が送信元のアドレスについて未知の状態であっても、sSSWフレーム用いてSLSを行うことができ、フレーム長を短縮し、SLSに要する時間を短縮することができる。
実施の形態13によれば、APは、アソシエートしていないSTAから送信されたsSSWフレームを受信した場合、1つのsSSWフレームを選択し、選択したsSSWフレームの値をSSW-FeedbackフレームのRAフィールドに含めて送信するため、送信先の通信装置が送信元のアドレスについて未知の状態であっても、sSSWフレーム用いてSLSを行うことができ、フレーム長を短縮し、SLSに要する時間を短縮することができる。
実施の形態13によれば、APは、アソシエートしていないSTAから送信されたsSSWフレームを受信した場合、1つのsSSWフレームを選択し、選択したsSSWフレームのFCSの値をSSW-FeedbackフレームのRAフィールドに含めて送信するため、送信先の通信装置が送信元のアドレスについて未知の状態であってもsSSWフレーム用いてSLSを行うことができ、フレーム長を短縮し、SLSに要する時間を短縮することができる。
(実施の形態14)
[2つの通信装置の相互動作]
図52は、AP1000とSTA2000がSLSを行う他の手順を示す図である。図29と同様に、STA2000がNext A-BFTフィールドの値が0であるDMG Beaconフレームを受信した場合を示している。図52を用いて、STA2000がSLSを開始する他の(図29とは異なる)方法を示す。
まず、AP1000は、DMG Beaconフレームを送信する。このとき、DMG Beaconフレーム内のNext A-BFTフィールドは0に設定されている。すなわち、DMG Beaconフレームに引き続き、A-BFTがスケジューリングされるため、STA2000は、A-BFTを利用して、RSSに関するSSWフレームを送信してよいことを示す(ステップS101)。
なお、ステップS101におけるAP1000の送信フレームはDMG Beaconフレームであるから、送信先は特定されない。すなわち、DMG Beaconフレームは、報知(ブロードキャスト)情報である。従って、AP1000は、ステップS102bにおいて、どのSTAが応答するか、事前に知ることは困難である。
STA2000は、DMG Beaconフレームに応じて、A-BFTのタイムスロットを利用して、RSSに関するsSSWフレームを送信する(ステップS102b)。図53は、sSSWフレームのフォーマットを示す図である。図53では、sSSWフレームは、A-BFT TXフィールドを持つ。STA2000は、DMG Beaconフレームに応答してA-BFTのスロットを利用してRSSを送信する場合、A-BFT TXフィールドに1を設定して送信する。
また、STA2000は、A-BFTのスロットを利用せずにsSSWを送信する場合(例えば、DTIにおいてsSSWを送信する場合)、A-BFT TXフィールドに0を設定して送信する。
STA2000は、A-BFT TXフィールドに1を設定して送信する場合、Short SSW Feedbackフィールドを9ビットに減らし、代わりに2ビットのSSW Slot IDフィールドを含める。
SSW Slot IDフィールドには、SSW Slot番号(図47参照)を含めてよい。また、SSW Slot番号が3ビット以上である場合には、SSW Slot IDフィールドには、SSW Slot番号の下位2ビットを含めてよい。
ステップS102bにおいて、AP1000は、sSSWフレームを受信する。AP1000は、STA2000との間でアソシエーションしていないため、該当するAddressingの値をアドレステーブルに持っていない。しかし、受信したsSSWフレームにはA-BFT TXフィールドの値が1に設定されているため、AP1000は、応答する必要があると判断する。
AP1000は、その後も、応答する必要があると判断されたsSSWフレームを受信し、CDOWNフィールドが0のsSSWフレームを受信した後(もしくは、受信が予想されるタイミングの後)、SSW-FeedbackフレームをSTA2000に対して送信する。
この時点で、AP1000はSTA2000のMACアドレスを知らないが、実施の形態5と同様に、図31に示すSSW-Feedbackフレームのフォーマットを用いて、Copy of AddressingフィールドとScrambler seedフィールドに選択したsSSWに関する情報を含めて送信することで、SSW-Feedbackフレームの送信先であるSTAを特定することができ、SLSの手順を完了することができる(ステップS103b)。
ステップS102bにおいて、AP1000以外のAPやSTAがsSSWフレームを受信する場合について説明する。ステップS102bにおいて送信されたsSSWフレームは、AP1000に受信されることを意図して送信されたものであるから、AP1000以外のAPやSTAはステップS103bにおいてSSW-Feedbackフレームによる応答を行わないことが望ましい。
sSSWフレームを受信した端末がAP,PCPのいずれでもない場合、sSSWフレームのA-BFT TXフィールドに1が設定されているため、sSSWフレームを受信した端末はSSW-Feedbackフレームによる応答を行う必要が無い。
sSSWフレームを受信した端末がAP,PCPのいずれかである場合、sSSWフレームのA-BFT TXフィールドに1が設定されているため、sSSWフレームを受信した端末は、現在A-BFTにスケジューリングされている場合、SSW-Feedbackフレームによる応答を行う。
また、図53のsSSWフレームにはSSW Slot IDフィールドの値が含まれるため、sSSWフレームを受信した端末は、現在スケジュールしているSSW Slotの番号が、受信したSSW Slot IDフィールドの値と一致する場合、SSW-Feedbackフレームによる応答を行う。AP1000と、AP1000以外のAPにおいて、SSW Slot IDの値が偶然一致することはまれであるから、AP1000以外のAPからの意図しない応答が起こる確率を低減することができる。
図54は、A-BFTにおいてCDOWNの値を設定する他の方法を示す図である。
11ad規格では、CDOWNの値は、SSWフレームの送信毎に1ずつ減少し、最後に送信するSSWフレームのCDOWNの値が0となるように、CDOWNの値を設定することが定められている。
図54では、11ad規格と異なり、SSW Slot内の送信タイミングに応じて、あらかじめ定められたCDOWN値を用いる。例えば、SSW Slot#1において最大6個のsSSWフレームを送信できる場合、SSW Slot内の先頭のsSSWフレームのCDOWN値を5(最大個数の6から1を減じた)に設定し、sSSWフレーム毎に1ずつ減少させ、CDOWN値を0まで変化させる。
これにより、STAが最大数のsSSWフレームを送信する場合には、SSW Slot内の最後に送信されるsSSWフレームのCDOWN値は0となる。また、STAが最大数より少ないsSSWフレームを送信する場合には、SSW Slot内の最後に送信されるsSSWフレームのCDOWN値は1以上となる。例えば、図54のSSW Slot#2では、4個のsSSWフレームを送信するが、CDOWNの値は、5から2まで変化する。このとき、SSW Feedbackフレームは、sSSWフレームの送信総数に関わらず、SSW Slot内の一定のタイミングで送信される。つまり、SSW Slot#1と、SSW Slot#2とにおいて、CDOWN値5から2と、SSW Feedbackフレームとは、各スロットにおいて、同じタイミングで送信される。
SSW Slot内のsSSWフレームの送信タイミングに応じて、あらかじめ定められたCDOWN値を用いることにより、AP1000は、あるタイミングにおいて受信されるsSSWフレームのCDOWN値を予測することができる。受信したsSSWフレームが、その受信タイミングから予測されるCDOWN値と異なるCDOWN値を持つとき、受信したsSSWフレームは他のAPに向けて送信されたものであると判断し、AP1000はSSW-Feedbackフレームによる応答を行わない。
実施の形態14では、sSSWフレームにA-BFT TXフィールドとSSW Slot IDフィールドを含めるようにしたので、意図しない端末からのSSW-Feedbackフレームによる応答が起こる確率を低減することができ、SSW-Feedbackフレームの衝突を避けることができる。
また、実施の形態14では、SSW Slot内のsSSWフレームの送信タイミングに応じて、あらかじめ定められたCDOWN値を用いるようにしたので、意図しない端末からのSSW-Feedbackフレームによる応答が起こる確率を低減することができ、SSW-Feedbackフレームの衝突を避けることができる。
(実施の形態15)
[2つの通信装置の相互動作]
図55は、AP1000とSTA2000がSLSを行う他の手順を示す図である。図55は、図33(実施の形態6)と同様に、STA2000がNext A-BFTフィールドが0ではない値をもつDMG Beaconフレームを受信する手順である。従って、STA2000はA-BFTのスロットを使用したRSSを行わないので、DTIを用いて、STA2000がInitiatorとなりSLS手順を開始する。実施の形態6と同じ部分は、説明を省略する。
図55では、図33と異なり、ステップS203aのsSSWフレームのAddressingのRAをunknownとせず、正しいAddressingの値を用いる。ステップS203aの時点で、AP1000はSTA2000のMACアドレスを知らないが、以下の算出式により、ステップS203aで用いるAddressingの値を算出することができる。簡単のため、まず、スクランブルは行わない場合について説明する。
APとSTAのMACアドレスを、0,1を係数とする多項式、式(1)、式(2)で表す。
AP(X) = A0X47 + A1x46+ ... + A46X + A47 (1)
STA(X) = B0X47 + B1x46+ ... + B46X + B47 (2)
AP(X)をRA、STA(X)をTAとした場合の、スクランブルおよびハッシュ算出前のアドレス(図6のステップS1の前の値)は、式(3)で表される。
ISS(X) = AP(X)X48 + STA(X) (3)
ISS(X)のCRCは、式(4)のように算出される。
CRCISS(X) = not ((ISS(X) + I(X))X16 mod G(X)) (4)
ここで、notは値を0-1反転する演算である。また、I(X)はCRC算出の初期値であり、式(5)のように定められる。
I(X) = X95 + X94 + ... + X80 (5)
また、G(X)はCRCの生成多項式であり、式(6)、式(7)のように定められる。
G(X) = X16 + X12 + X5+ 1 (6)
CRCISS(X) = not (ISS(X) + I(X))X16 mod G(X))
= not (STA(X)X16 mod G(X) + (AP(X)X48 + I(X)) mod G(X)) (7)
APはAP(X)を知っているため、式(8)を計算できる。
STA(X)X16 mod G(X) = not CRCISS(X) + not (AP(X)X48 + I(X)) mod G(X)) (8)
右辺の第1項は、図55のステップS202で受信したAddressingの値を0-1反転したものである。また、右辺の第2項は、RAをAP(X)、TAを0に設定して算出したAddressingの値に等しい。AP1000は、右辺の第2項をあらかじめ算出しておくことができる。式(8)の簡単のため、式(9)のように、式(8)で算出した値をS(X)と置く。
S(X) = STA(X)X16 mod G(X) (9)
次に、AP(X)をTA、STA(X)をRAとした場合の、スクランブルおよびハッシュ算出前のアドレス(図6のステップS1の前の値)は、式(10)で表される。
RSS(X) = STA(X)X48 + AP(X) (10)
RSS(X)のCRCは、式(11)のように算出される。
CRCRSS(X) = not (STA(X)X48+ AP(X) + I(X))X16 mod G(X))
= not (S(X)X48 mod G(X)) + not((AP(X) + I(X))X16 mod G(X)) (11)
右辺第1項は、ステップS202で受信したAddressingの値から算出したS(X)を用いて算出できる。また、右辺第2項は、AP(X)のCRCであるから、AP1000は、あらかじめ算出しておくことができる。
以上のようにして、ステップS203aにおいて、AP1000は、RSS(X)のCRCを算出することができるので、算出した値をAddressingの値として設定し、sSSWフレームを送信することができる。
次に、アドレスのスクランブルを行う場合について説明する。図39または図40のスクランブル方法を想定すると、ハッシュ計算(図6のS2)入力前の値は、式(12)、式(13)のように表される。ここで、AP’(X)はAP(X)をスクランブルした値、STA’(X)はSTA(X)をスクランブルした値である。
ISS’(X) = AP’(X)X48 + STA’(X) (12)
RSS’(X) = STA’(X)X48 + AP’(X) (13)
従って、式(4)~式(11)の計算においてAP(X)をAP’(X)に、STA(X)をSTA’(X)に置き換えればよく、すなわち、式(8)と式(11)において、AP(X)をAP’(X)に置き換え、CRCISS(X)をスクランブル後の値に置き換えれば、スクランブル後のCRCRSS(X)の値を算出することができる。
実施の形態15によれば、通信装置100は、受信したsSSWのAddressingの値と、通信装置100のMACアドレスの値を用いて、RSSで送信するAddressingの値を算出することができるので、Initiatorのアドレスが未知であっても、sSSWフレームを用いてSLSを行うことができる。
(実施の形態16)
[2つの通信装置の相互動作]
図56は、AP1000とSTA2000がSLSを行う他の手順を示す図である。以下の状態において、SLSを行う手順を説明する。AP1000とSTA2000は、ステップS301より前にアソシエーションを完了しており、すなわちAP1000とSTA2000のMACアドレスは相互に既知である。また、AP1000の近くにSTA3000があり、AP1000及びSTA2000が送信した信号がSTA3000に受信される場合がある。STA3000は、AP1000とアソシエーションしていない。
11ad規格のSLSでは、Initiator(たとえばSTA2000)がSSWを送信することにより開始される。一方、図56では、例えば、図4のShort SSWの送信(ISS)の前に、Initiatorは、Short SSWビットを1(true)に設定した後述するGrantフレームをResponder(たとえばAP1000)に対して送信する(ステップS301)。Short SSWビットを1(true)に設定したGrantフレームを送信することにより、Initiatorは、Responderに対して、Short SSWフレームを用いたSLSを開始することの許可を求めている。
Short SSWビットを1(true)に設定したGrantフレームを受信したAP1000は、Short SSWビットを1(true)に設定したGrant ACKフレームをSTA2000に対し送信し、Short SSWの送信を許可する(ステップS302)。
Short SSWビットを1(true)に設定したGrant ACKフレームを受信したSTA2000は、Short SSWフレームの送信を開始する。AP1000とSTA2000のMACアドレスは相互に既知であるから、STA2000は、実施の形態1と同様に、RAをAP1000のMACアドレスに設定し、TAをSTA2000のMACアドレスに設定して、ハッシュを用いてAddressingの値を算出し、Short SSWのAddressingフィールドに設定して送信する(ステップS303)。
ステップS303において送信するShort SSWフレームには、Short SSWフレームの送信に先立ちGrantフレームとGrant ACKフレームのやり取りを完了したことを示す、Announcedフィールドに1を設定して送信しても良い。ステップS303において、AP1000が、Announcedフィールドに1が設定されたShort SSWフレームを受信した場合、AP1000は、Short SSWフレームのAddressingフィールドの値を照合し、Grantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りを既に行ったSTAから送信されたShort SSWフレームであるかどうかを判定する。
なお、後述するが、GrantフレームのFCSフィールドは、RAの値およびTAの値を含めて計算されるため、RA及びTAを特定するために用いることができ、STA2000とAP1000との間では、Grantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りを行うことで、AP1000は、受信したShort SSWフレームの送信元がSTA2000であり、送信先が自身(AP1000)であると判断する。
ステップS303において、AP1000とは異なる端末(STA3000)がShort SSWを受信した場合について説明する。STA3000は、Announcedフィールドに1が設定されているため、Short SSWフレームのAddressingフィールドの値を照合し、Grantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りを既に行ったSTAから送信されたShort SSWフレームであるかどうかを判定する。STA2000とSTA3000との間ではGrantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りを行っていないため、STA3000は、受信したShort SSWフレームの送信先はSTA3000ではないと判断し、受信したShort SSWフレームを破棄する。
AP1000は、RSS処理として、Short SSWフレームの送信を行う。実施の形態1の図4のRSSと同様であるため、詳細の説明を省略する。(ステップS304)
ステップS304において、STA2000とは異なる端末(STA3000)がShort SSWフレームを受信した場合について説明する。ステップS304はRSSであるため、Short SSWフレームのDirectionフィールドには1が設定されている。STA3000はInitiatorではないため、Directionフィールドに1が設定されたShort SSWを受信することを期待していない。したがって、STA3000は、受信したShort SSWフレームを破棄する。
なお、ステップS304において、AP1000は、後述するAnnouncedフィールドを1に設定したShort SSWフレームを送信しても良い。STA3000は、Announcedフィールドが1に設定されたShort SSWフレームを受信したとき、Short SSWフレームのAddressingフィールドの値を照合し、Grantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りを既に行ったSTAから送信されたShort SSWフレームであるかどうかを判定する。STA2000とSTA3000との間ではGrantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りを行っていないため、STA3000は、受信したShort SSWフレームの送信先はSTA3000ではないと判断し、受信したShort SSWフレームを破棄する。
STA2000は、STA3000とAP1000との間でAddressingの値が競合する場合であっても、Announcedフィールドが1に設定されており、Grantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りを行ったSTAのAddressingの値に対して照合するため、Addressingの値が競合することによって、意図しないSTA3000からRSSに係るShort SSWフレームが送信される確率を低減することができる。
また、AP1000及びSTA3000は、Short SSWを受信したとき、受信したAddressingの値を、既にGrantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りを行ったSTAをTAとして算出したAddressingの値に対して照合するため、意図しない別のRA,TAとAddressingの競合が発生する確率を低減することができる。
図57に、ステップS301で用いるGrantフレームの一例を示す。STA2000は、Grantフレーム内のBF Controlフィールド内に、Short SSWフィールドを含めて送信しても良い。
図58に、ステップS302で用いるGrant ACKフレームの一例を示す。AP1000は、Grant ACKフレーム内のBF Controlフィールド内に、Short SSWフィールドを含めて送信しても良い。
図59に、ステップS303で用いるShort SSWフレームの一例を示す。STA2000は、Short SSWフレーム内に、Announcedフィールドを含めて送信しても良い。
図60に、ステップS303で用いるShort SSWフレームの図59とは異なる別の例を示す。STA2000は、Short SSWフレーム内に、Announcedフィールドを含めて送信しても良い。また、STA2000は、Addressingフィールドの値として、ステップS301で送信したGrantフレームのFCSフィールドの値を含めて送信しても良い。GrantフレームのFCSフィールドは、RAの値およびTAの値を含めて計算されるため、RA及びTAを特定するために用いることができ、Addressingのハッシュの値の代用として用いることができる。
なお、図60において、FCS of Grantフレーム(Addressingフィールドの代用)のビット数が、図57のGrantフレームのFCSフィールドのビット数より小さい場合、GrantフレームのFCSフィールドの上位ビットだけを用いてもよい。上位ビットの方が下位ビットよりビットの変化が現れやすいため、ハッシュとして利用するのに適しており、Addressingの競合の確率を低減することができる。
なお、図56においてSTA3000はAP1000とアソシエーションしていない場合について説明したが、STA3000がAP1000とアソシエーションしている場合について以下に記載する。
ステップS301において、STA2000は、GrantフレームのRAフィールドに送信先(AP1000)のMACアドレスを設定して送信する。GrantフレームのRAフィールドは、Short SSWフレームと異なり、ハッシュ値ではなく、MACアドレスの全てを設定するため、STA3000が誤って、STA3000宛てと誤認識することを回避できる。
その結果、ステップS303において、STA3000は、Short SSWビットを1に設定したGrantフレームのやり取りが無い状態で、Announcedフィールドを1に設定したShort SSWフレームを受信した場合、受信したShort SSWフレームがSTA3000宛てでは無いと判断し、受信したShort SSWフレームを破棄することができる。
なお、図56においてSTA3000がAP1000の近くに存在する場合について説明したが、別のAP(図示しないAP1500)がSTA2000またはAP1000の近くに存在してもよい。この場合、AP1500は、STA3000と同様に、ステップS303においてShort SSWフレームを受信した場合、Announcedフィールドの値とAddressingの値とを確認し、AP1500宛てのShort SSWフレームでないことを判断することができる。
通信装置100は、図60のShort SSWフレームを用いる場合、実施の形態1のようにSIの値を用いてAddressingの値を変化させないため、RSS中、及びISS中においては、単一のAddressingの値を用いる。なお、通信装置100は、Addressingの値が競合することによってSLSを失敗した場合、Grantフレームの一部の値を変化させて、例えば、ダミーのセクタを追加してTotal Number of Sectorsの値を1増加させて、再度ステップS301からの手順を行ってもよい。また、例えば、通信装置100は、Dynamic Allocation Infoフィールドに含まれる、例えばAllocation Duration(図示しない)の値を変化させてもよい。通信装置100は、Grantフレームの一部の値を変化しているため、FCSの値が変化し、再度Addressingの競合が発生する確率を減らすことができる。
実施の形態16では、通信装置100は、sSSWフレームにAnnouncedフィールドを設定して送信するため、意図しない端末からのShort SSWフレームによる応答が起こる確率を低減することができ、Short SSWフレームの衝突を避けることができる。
(実施の形態17)
[2つの通信装置の相互動作]
図61は、AP1000とSTA2000がDTIにおいてSLSを行う他の手順を示す図である。以下の状態において、DTIにおいてSLSを行う手順を説明する。AP1000とSTA2000は既にアソシエーションを完了しており、すなわちAP1000とSTA2000のMACアドレスは相互に既知である。また、AP1000の近くにSTA3000があり、AP1000及びSTA2000が送信した信号がSTA3000に受信される場合がある。STA3000も、AP1000とアソシエーションしている。
SLSを行うに先立ち、AP1000は、STA2000がSLSを行うための時間のスケジューリングを行う(ステップS401)。
ステップS401において、例えば、AP1000は、後述するDMG Beaconフレームを用いて、DTI期間内にSTA2000が使用することのできるSP(Service Period)の割り当て(スケジューリング)を行う。
図62に、ステップS401においてAP1000が送信するDMG Beaconフレームの一例を示す。DMG Beaconフレームは、Frame Bodyフィールドを持つ。また、Frame Bodyフィールドは、Extended Scheduleエレメントを持ってもよい。また、Extended Scheduleエレメントは、1以上のAllocationフィールドを持ってもよい。Allocationフィールドは、SPのスケジューリング情報を含む。また、AllocationフィールドのBF Controlフィールドを持つ。
ステップS401では、AP1000は、DMG Beaconの代わりにAnnounceフレームを用いてShort SSWフィールドの通知を行ってもよい。Announceフレームは、内部にExtended Scheduleエレメントを持つことができるから、AP1000は、ステップS401において、図62に示すExtended ScheduleエレメントをAnnounceフレームに含めて送信してもよい。以下、ステップS401において、AP1000がDMG Beaconを送信する場合について説明するが、Announceフレームを送信する場合も同様である。
AP1000は、ステップS401においてDMG Beaconを送信する際、BF ControlフィールドのBeamforming Trainingフィールドに1を設定し、スケジュールしたSPにおいてビームフォーミングトレーニング(例えばSLS)を行うことを通知する。また、AP1000は、BF ControlフィールドのShort SSWフィールドに1を設定し、スケジュールしたSPにおいてShort SSWフレームを使用することを通知する。
なお、11ad規格では、BF ControlフィールドにShort SSWフィールドは含まれない。本実施の形態では、図62に示すように、11ad規格におけるBF Controlフィールドに含まれる4ビットのReservedビットのうち1ビットをShort SSWフィールドとして用いるようにした。
STA2000は、スケジュールされたSPを利用して、すなわち、スケジュールされた時刻において、Short SSWフレームを送信し、ISSを開始する(ステップS402)。
ステップS401におけるDMG Beaconにより、Short SSWフレームを使用することが既に通知されているから、ステップS402において、STA2000は、図59のShort SSWフレームのフォーマットを用い、Announcedフィールドに1を設定して送信する。また、STA2000は、図62のDMG BeaconフレームのBSSIDフィールドの値をAPのMACアドレスとして用い、Addressingの値を算出しても良い。
ステップS402において、AP1000とは異なる端末(STA3000)がShort SSWを受信した場合について説明する。STA3000は、Announcedフィールドに1が設定されているため、Short SSWフレームのAddressingフィールドの値を照合し、Allocationフィールド(但し、Short SSWフィールドの値が1であること。)が示すスケジュールにおいて、送信権を持つSTAから送信されたShort SSWフレームであるかどうかを判定する。STA2000からSTA3000への送信は、Allocationフィールド(但し、Short SSWフィールドの値が1であること。)によりスケジュールされていないため、STA3000は、受信したShort SSWフレームの送信先はSTA3000ではないと判断し、受信したShort SSWフレームを破棄する。
なお、図61においてSTA3000はAP1000とアソシエーションしている場合について説明したが、STA3000がAP1000とアソシエーションしておらず、代わりに別のAP(図示しないAP1500)とアソシエーションしている場合について以下に記載する。
STA3000は、ステップS401においてAP1000からDMG BeaconフレームまたはAnnounceフレームを受信する代わりに、AP1500からDMG BeaconフレームまたはAnnounceフレームを受信する。AP1500からのDMG BeaconフレームまたはAnnounceフレームの送信は、ステップS401と同時とは限ず、またAP1000が送信するスケジューリング情報とは異なるスケジューリング情報を含む。
STA3000は、AP1500から送信されたスケジューリング情報に基づき受信処理を行うが、AP1500からShort SSWフレームが使用されることが通知され、かつ同じタイミングでSTA2000がステップS402のShort SSWフレームを送信した場合、Addressingの照合を行う。このため、STA3000は、Addressingの値の競合が、他のSTAとの間において発生する確率を低減することができる。
なお、図61においてSTA3000がAP1000の近くに存在する場合について説明としたが、別のAP(図示しないAP1500)がSTA2000またはAP1000の近くに存在する場合について以下に記載する。
AP1500は、STA3000と同様に、ステップS402においてShort SSWフレームを受信した場合、AP1500は、Announcedフィールドの値とAddressingの値を確認し、AP1500宛てのShort SSWフレームでないことを判断することができる。
なお、本実施の形態では、Short SSWフレームにAnnouncedフィールドを追加する場合について説明したが、Short SSWフレームの送信前にGrantフレーム(実施の形態16で開示)もしくはDMG BeaconまたはAnnounceフレーム(実施の形態17で開示)によるShort SSWの使用の事前の通知を必須と定め、Short SSWフレームにおけるAnnouncedフィールドを省略してもよい。この場合、Short SSWフレームを受信した端末は、Announcedフィールドに1が設定されているときと同様の処理を行う。
実施の形態17では、通信装置100は、sSSWフレームにAnnouncedフィールドを設定して送信するようにしたため、意図しない端末からのShort SSWフレームによる応答が起こる確率を低減することができ、Short SSWフレームの衝突を避けることができる。
(実施の形態18)
[2つの通信装置の相互動作]
図63は、2つのSTA(STA2000とSTA3000)がSLSを行う手順を示す図である。以下の状態において、SLSを行う手順を説明する。図56と同様に、Grant、Grant ACKフレーム、及びAnnouncedフィールドを持つShort SSWフレームを用いる。また、STA2000がInitiatorである。図56との違いは、AP1000の代わりに、STA3000がResponderである。STA2000とSTA3000はそれぞれ、AP1000に対してアソシエーションを完了しており、すなわちAP1000はSTA2000とSTA3000のMACアドレスは相互に既知である。
また、STA2000とSTA3000がそれぞれAP1000に対してアソシエーションを完了した際に、AP1000は、STA2000及びSTA3000の情報(MACアドレスを含む)を報知することができる。すなわち、STA2000とSTA3000のMACアドレスは相互に既知である。STAの情報の報知には、例えば11ad規格に定められるInformation Responseフレームを用いても良い。
また、AP1000の近くにSTA4000が存在し、AP1000、STA2000、及び、STA3000が送信した信号がSTA4000に受信される場合がある。STA4000は、AP1000とアソシエーションしている。
Short SSWの送信の前に、AP1000は、STA3000に対し、Short SSWビットを1(true)に設定したGrantフレームを送信する。Grantフレームには、STA2000をSource(送信元)とし、STA3000をDestination(送信先)として指定する情報を含めても良い。例えば、Dynamic Allocation InfoフィールドのSource AIDフィールド及びDestination AIDフィールド(図示しない)を用いても良い(ステップS501)。
STA3000は、Short SSWビットを1(true)に設定したGrantフレームを受信した後、Short SSWビットを1(true)に設定したGrant ACKフレームをAP1000に対し送信することによって、STA3000からのShort SSWの送信を許可する(ステップS502)。
AP1000は、STA2000に対し、STA3000と同様に、Short SSWビットを1(true)に設定したGrantフレームを送信する。AP1000は、Grantフレームに対して、STA2000をSource(送信元)とし、STA3000をDestination(送信先)として指定する情報を含めても良い (ステップS503)。
STA2000は、Short SSWビットを1(true)に設定したGrantフレームを受信した後、STA3000、Short SSWビットを1(true)に設定したGrant ACKフレームをAP1000に対し送信することによって、STA2000からのShort SSWの送信を許可する(ステップS504)。
図63では、AP1000は、STA3000へのGrantフレームの送信(ステップS501)を先に行い、STA2000へのGrantフレームの送信(ステップS503)を後に行う。言い換えると、AP1000は、ResponderとなるSTA3000に先にGrantフレームを送信する(ステップS501)。AP1000は、Grant ACKフレームをステップS502にて受信し、STA3000がShort SSWを用いたSLSを行うことを許可した場合、InitiatorとなるSTA2000にGrantフレームを送信する(ステップS503)。このため、STA3000がShort SSWを用いたSLSの開始を許可しない場合、STA2000はGrantフレームを受信しないため、SLSを開始しない。これにより、STA2000が不要なShort SSWフレームを送信して他のSTAに干渉を与えたり、STA2000が不要な電力を消費したりすることを防ぐことができる。
なお、AP1000は、STA3000へのGrantフレームの送信(ステップS501)と、STA2000へのGrantフレームの送信(ステップS503)の順序を逆にしても良い。
STA2000は、Short SSWフレームの送信を開始する。STA2000は、STA2000とSTA3000のMACアドレスは相互に既知であるから、実施の形態1と同様に、RAをAP1000のMACアドレスに設定し、TAをSTA2000のMACアドレスに設定して、ハッシュを用いてAddressingの値を算出し、Short SSWのAddressingフィールドに設定して送信する(ステップS505)。
なお、STA2000は、ステップS505において送信するShort SSWフレームには、Short SSWフレームの送信に先立ちGrantフレームとGrant ACKフレームのやり取りを完了したことを示す、Announcedフィールドに1を設定して送信しても良い。
ステップS505において、STA3000が、Announcedフィールドに1が設定されたShort SSWフレームを受信した場合、STA3000は、Short SSWフレームのAddressingフィールドの値を照合し、Grantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りを、APを介して既に行ったSTAから送信されたShort SSWフレームであるかどうかを判定する。
STA2000とSTA3000との間では、APを介してGrantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りを行っているため、STA3000は、受信したShort SSWフレームの送信元がSTA2000であり、送信先が自身(STA3000)であると判断する。
ステップS505において、STA3000とは異なる端末(STA4000)がShort SSWを受信した場合について説明する。STA4000は、受信したShort SSWフレームのAnnouncedフィールドに1が設定されているため、Short SSWフレームのAddressingフィールドの値を照合し、Grantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りをすでに行ったSTAから送信されたShort SSWフレームであるかどうかを判定する。
STA4000は、STA2000とSTA4000との間では、APを介してのやり取りも含めて、Grantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りを行っていないため、受信したShort SSWフレームの送信先はSTA4000ではないと判断し、受信したShort SSWフレームを破棄する。
また、AP1000及びSTA4000は、Short SSWを受信した場合、受信したAddressingの値を、既にGrantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りを行ったSTAをTAとして算出したAddressingの値に対して照合するため、意図しない別のRA,TAとAddressingの競合が発生する確率を低減することができる。
STA3000は、RSS処理として、Short SSWフレームの送信を行う。RSS処理は、実施の形態16の図56のステップS304と同様であるため、詳細の説明を省略する(ステップS506)。
なお、ステップS506において、STA3000は、Announcedフィールドを1に設定したShort SSWフレームを送信しても良い。STA4000は、Announcedフィールドが1に設定されたShort SSWフレームを受信した場合、Short SSWフレームのAddressingフィールドの値を照合し、Grantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りを既に行ったSTAから送信されたShort SSWフレームであるかどうかを判定する。
STA4000は、STA3000とSTA4000との間ではGrantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りを行っていないため、受信したShort SSWフレームの送信先はSTA4000ではないと判断し、受信したShort SSWフレームを破棄する。
つまり、STA3000は、STA4000とSTA3000との間でAddressingの値が競合する場合であっても、Announcedフィールドが1に設定されており、Grantフレーム及びGrant ACKフレームのやり取りを行ったSTAのAddressingの値に対して照合するため、Addressingの値が競合するために、意図しないSTA4000からRSSに係るShort SSWフレームが送信されてしまう確率を低減することができる。
なお、図63においてSTA4000はAP1000とアソシエーションしている場合について説明したが、STA4000がAP1000とアソシエーションしていない場合について以下に記載する。
ステップS501において、AP1000は、GrantフレームのRAフィールドに送信先(STA3000)のMACアドレスを設定して送信する。GrantフレームのRAフィールドは、Short SSWフレームと異なり、ハッシュ値ではなく、MACアドレスの全てを設定するため、STA4000が誤ってSTA4000宛てと誤認識することを回避できる。
その結果、ステップS505おいて、STA4000は、Short SSWビットを1に設定したGrantフレームのやり取りが無い状態で、Announcedフィールドを1に設定したShort SSWフレームを受信した場合、受信したShort SSWフレームがSTA4000宛てでは無いと判断し、受信したShort SSWフレーム破棄することができる。
なお、図61においてSTA4000がAP1000の近くに存在する場合について説明したが、別のAP(図示しないAP1500)がSTA2000、AP1000、または、STA3000の近くに存在してもよい。この場合、AP1500は、STA3000と同様に、ステップS505においてShort SSWフレームを受信した場合、Announcedフィールドの値とAddressingの値とを確認し、AP1500宛てのShort SSWフレームでないことを判断することができる。
実施の形態18では、通信装置100は、sSSWフレームにAnnouncedフィールドを設定して送信するようにしたため、意図しない端末からのShort SSWフレームによる応答が起こる確率を低減することができ、Short SSWフレームの衝突を避けることができる。
(実施の形態19)
本実施の形態では、実施の形態1の図7、図8に示すスクランブラと異なる構成について説明する。図64は、スクランブラの他の構成を示す図である。すなわち、スクランブルを行うための演算において、XOR演算、ビットシフトの代わりに、整数の加算を用いる。
図64に示すスクランブラ6400は、分割部3901、加算部3902a~3902L、結合部3903を含む。図64において、図39と同じ構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する。
また、スクランブラ6400は、図40のスクランブラ4000と異なり、ビット制限部6405を含む。
ビット制限部6405は、分割部3901が出力するオクテットデータより1ビット少ないビット幅(7ビット)とするため、乗算部3904の出力に対して剰余(モジュロ)演算を行う。なお、剰余演算は、入力データの上位ビットを破棄することによって行ってもよい。なお、ビット制限する理由は後述する。
図66Aは、スクランブラシードとスクランブルパターンとの組合せの一例を示す図である。図66Aは、図64のスクランブラ6400のビット制限部6405から出力される値の例を示す。ここで、乗算部3904へ入力する定数を67(16進数で0x43)とした(図64参照)。図66Aの表において、“Seed”は、乗算部3904へ入力するスクランブラシードの値を16進数で表した値である。また、“Scramble Pattern (hex)”は、前述のスクランブラシードを入力したときの、ビット制限部6405から出力される値を16進数で表した値である。
図66Aに示すように、スクランブラ6400は、スクランブラシードの値を変化させることによって、スクランブルパターン(ビット制限部6405の出力)の値を変化させることができる。これにより、スクランブラ出力の値を変化させることができ、通信装置100は、アドレスの競合が起こる確率を低減することができる。
なお、図64及び図66Aでは、乗算部3904へ入力する定数値として67(16進数で“43”、2進数で“0100 0011”)を用いたが、別の値(例えば16進数で“5a”、2進数では、“0101 1010”)を用いても良い。定数値を選ぶ際には、図66Aで示したように、複数のスクランブラシードに対して同じスクランブルパターンが発生しないようにすると良い。また、複数のスクランブラシードに対して生成したスクランブルパターンの中に、0x77や0x40など、2進数表記したときに0及び1の数に偏りがある値(例えば、0又は1の数が6個以上、“111 0111”、“100 0000”)が現れる定数値を避けると良い。前述の43や5a(いずれも16進数)は、これらの特徴を満たす値の例である。これにより、通信装置100は、アドレスの競合が起こる確率を低減することができる。
このように、図64のスクランブラ6400は、乗算部3904とビット制限部6405を用い、スクランブラシードに応じて図66Aに示す7ビットのスクランブルパターンを得られるようにした。なお、スクランブラ6400は、乗算部3904を用いる代わりに、テーブル引き(ルックアップテーブル)を用いて、スクランブルパターンを求めても良い。スクランブルパターンは、擬似乱数(例えば、M系列を用いて求めた値)であってもよく、あらかじめ一定の基準により定めた値であってもよい。
図66Bは、ルックアップテーブルを用いて求められるスクランブルパターンの一例を示す図である。図66Bでは、スクランブルシードの値は0から12(16進数でC)までとし、シードの値が1から12のとき、スクランブルパターンの重複が無く、また、各スクランブルパターンは、7ビットのうち4ビットが1であるようにした。また、1であるビットが3ビット以上続かないようにした。
このようにスクランブルパターンを定めることにより、加算部3902a~加算部3902Lにて行う加算において、桁上がりが不規則に起こるようになり、スクランブルの効果を高めることができる。
次に、ビット制限部6405の出力するビット幅を7ビットに制限する理由について説明する。
説明のため、まず、図40でのスクランブラ4000の動作について、さらに詳しく説明する。実施の形態9で説明したとおり、スクランブラ4000がアドレスの競合が起こる確率を低減できる理由は、加算部3902a~3902Lが整数の加算を行うことにより、各ビットにおいて、桁上がりを発生させることによって、スクランブラ出力のパターンを変化させることができるためである。
例えば、値0xCCと値0x43を加算したとき、第7ビットにおいて桁上がりが発生する。つまり、第8ビットが桁上がりの影響を受け、値が変化する。なお、LSBが第1ビットで、MSBが第8ビットである。一方、値0x55と値0x43を加算したとき、第1ビットにおいて桁上がりが発生する。つまり、第2ビットが桁上がりの影響を受け、値が変化する。
したがって、例えばスクランブラ入力に値0xCCを含む場合と、スクランブラ入力に値0x55を含む場合とで、桁上がりの影響を受けるビットが異なるので、それぞれのスクランブラ出力の値をCRCに変換したとき、それぞれのCRCの値は大きく異なる。つまり、桁上がりによって、スクランブルの効果が高まっている。
しかし、加算部3902a~3902Lの第8ビット(オクテットデータのMSB)の加算で発生する桁上がりは、加算部3902a~3902Lに含まれるmod 256(256による剰余)処理により破棄されてしまう。言い換えると、桁上がりの影響を受けるべき、第9ビットは存在しない。したがって、乗算部3904が出力するスクランブルパターンの第8ビットの値が0であるか1であるかの違いにより、スクランブラ出力の値を変化させることはできる一方で、アドレス競合の確率には影響しない。例えば、乗算部3904に入力する定数値が0x43である場合と、定数値が0xC3である場合とで、スクランブラ出力の値は異なるが、アドレス競合の確率は同等である。
以上の考察から、スクランブラ6400では、ビット制限部6405を用いて、スクランブルパターンの出力をオクテットデータより1ビット少ない7ビットに制限するようにした。これにより、アドレスの競合が起こる確率をスクランブラ4000と同等に低減することができる。さらに、スクランブルパターンのビット数が少ないため、加算部3902a~3902Lの回路規模を削減することができる。
ビット制限部6405を用いてスクランブルパターンの出力をオクテットデータより1ビット少ない7ビットに制限するようにしたので、スクランブラ6400の加算部3902a~3902Lの処理は、汎用CPUやDSPを用いてソフトウェア処理を行うときの演算量を低減することができる。次式は、加算部3902a~3902Lの処理に相当する計算式、式(14)の例である。
Aout = ((Ain & 0x7F7F7F7F7F7F7F7F7F7F7F7F) + 0x434343434343434343434343)
xor (Ain & 0x808080808080808080808080) (14)
式(14)において、Ainは、96ビットの値であり、スクランブラ入力(RA+TA)に相当する。また、Aoutは、96ビットの値であり、スクランブラ出力(scrambled RA+ scrambled TA)に相当する。
また、式(14)において、16進数の値0x7F7F7F7F7F7F7F7F7F7F7F7Fは、第1~第12オクテット毎にMSBを0に置き換えた値を得るためのマスク値である。また、0x434343434343434343434343は、スクランブルパターン(但しMSBに0をつけて8ビットとする)を12回繰り返して96ビットにした値である。Ainとマスク0x7F7F7F7F7F7F7F7F7F7F7F7Fの論理積(AND)を計算してから96ビットのスクランブルパターンを加算することで、オクテット間でキャリー(桁上がり)が伝搬しない。
また、式(14)において、16進数の値0x808080808080808080808080は、第1~第12オクテット毎にMSB以外を0に置き換えた値を得るためのマスク値である。
なお、式(14)において、スクランブルパターン(0x434343434343434343434343)は、スクランブルシードに応じて異なる値を用いる。シードが値“seed”であるときのスクランブルパターンをS(seed)とすると、以下のように求めてもよい。
S(0) = 0 (15)
S(1) = 0x434343434343434343434343 (16)
S(seed+1) = (S(seed) + S(1)) & 0x7F7F7F7F7F7F7F7F7F7F7F7F (17)
式(17)は、漸化式である。ビット制限部6405を用いてスクランブルパターンの出力をオクテットデータより1ビット少ない7ビットに制限するようにしたので、マスク値0x7F7F7F7F7F7F7F7F7F7F7F7Fを用いて、計算量の少ない漸化式でスクランブルパターンを算出することができる。これは、図13のテーブルの値を算出するときのように、スクランブルシード(SI)毎にAddressingの値を計算する必要がある場合に、少ない計算量でスクランブルパターンを算出することができ、有用である。
汎用CPUやDSPの機能に応じて、式(14)は適当なビット数に分割して計算しても良い。例えば、32ビットの演算が行えるCPUを用いる場合、AinをAin[95:64]、Ain[63:32]、Ain[31:0]のように3つの32ビットデータに分割して、例えば次式のように計算を行ってもよい。
Aout[31:0] = ((Ain[31:0] & 0x7F7F7F7F) + 0x43434343)
xor (Ain[31:0] & 0x80808080) (18)
Aout[63:32] = ((Ain[63:32] & 0x7F7F7F7F) + 0x43434343)
xor (Ain[63:32] & 0x80808080) (19)
Aout[95:64] = ((Ain[95:64] & 0x7F7F7F7F) + 0x43434343)
xor (Ain[95:64] & 0x80808080) (20)
図65は、スクランブラの他の構成を示す図である。図65に示すスクランブラ6500は、分割部6501、加算部6502a~6502f、結合部6503、乗算部6504、ビット制限部6505を含む。
図64の分割部3901は、オクテット(8ビット)単位にスクランブラ入力を分割するが、図65の分割部6501は、16ビット単位(16ビットワード単位という)にスクランブラ入力を分割する。
図64の加算部3902a~3902Lは、オクテット(8ビット)単位に加算を行い、256による剰余を算出するが、図65の加算部6502a~6502fは、16ビット単位に加算を行い、216(2の16乗、すなわち65536)による剰余を算出する。
図64の結合部3903は、12個のオクテットデータを結合して96ビットデータを生成するが、図65の結合部6503は、6個の16ビットワードデータを結合して96ビットデータを生成する。
図64の乗算部3904は、スクランブラシードと最大7ビットの定数値との乗算を行うが、図65の乗算部6504はスクランブラシードと最大15ビットの定数値との乗算を行う。
図64のビット制限部6405は、出力データを7ビットに制限するが、図65のビット制限部6505は、出力データを15ビットに制限する。すなわち、ビット制限部6405とビット制限部6505とはそれぞれ、分割部3901または分割部6501が出力したデータサイズより1ビット少ないデータサイズへのビット制限を行う。なお、ビット制限部6505は、215(2の15乗、すなわち32768)による剰余演算を行うことで15ビットへのビット制限を行ってもよい。
スクランブラ6400では、スクランブラ入力を12個のオクテットデータに分割したため、加算において桁上がりが破棄される部分が12箇所あったが、スクランブラ6500では、スクランブラ入力を6個の16ビットワードデータに分割するため、加算において桁上がりが破棄される部分が6箇所である。したがって、スクランブラ6500は、アドレスの競合が発生する確率をさらに低減することができる。
図67は、スクランブラシードとスクランブルパターンとの組合せの他の例を示す図である。図67は、図65のスクランブラのビット制限部6505から出力される値の例を示す。ここでは、乗算部6504へ入力する定数を22421(16進数で0x5795)とした例を記載する。スクランブラ6500は、図67に示すスクランブラシードの値を変化させることによって、スクランブルパターン(ビット制限部6505の出力)の値を変化させることができる。つまり、通信装置100は、スクランブラ出力の値を変化させることができるため、アドレスの競合が起こる確率を低減することができる。
なお、図65及び図67では、乗算部6504へ入力する定数値として16進数で5795(2進数では、“0101 0111 1001 0101”)を用いたが、別の値(例えば16進数で“5A5A”、2進数では、“0001 0001 0001 0001”)を用いても良い。定数値を選ぶ際には、図67で示したように、複数のスクランブラシードに対して同じスクランブルパターンが発生しないようにすると良い。また、複数のスクランブラシードに対して生成したスクランブルパターンの中に、0x7EE7や0x4000など、2進数表記したときに0及び1の数に偏りがある値(例えば、0又は1の数が12個以上、“111 1110 1110 0111”、“100 0000 0000 0000”)が現れる定数値を避けると良い。前述の5795や5A5A(いずれも16進数)は、これらの特徴を満たす値の例である。これにより、通信装置100は、アドレスの競合が起こる確率を低減することができる。
なお、図65における説明と同様に、乗算部6504とビット制限部6505の代わりに、スクランブルシードに応じた15ビットのスクランブルパターンを出力するルックアップテーブルを用いても良い。ルックアップテーブルが出力するスクランブルパターンを15ビットにすることにより、ビット制限部6505を用いた場合と同じ効果(アドレス競合の確率を低減し、計算量を削減する)を得ることができる。
また、加算部6502a~6502fの計算は、加算部3902a~3902Lと同様に、ソフトウェアにより行ってもよい。計算式の例を式(21)に示す。
Aout = ((Ain & 0x7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF) + 0x579557955795579557955795)
xor (Ain & 0x800080008000800080008000) (21)
式(21)において、16進数の値0x7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFFは、第1~第6ワード毎にMSBを0に置き換えた値を得るためのマスク値である。また、0x579557955795579557955795は、スクランブルパターン(但しMSBに0をつけて16ビットとする)を6回繰り返して96ビットにした値である。また、16進数の値0x800080008000800080008000は、第1~第6ワード毎にMSB以外を0に置き換えた値を得るためのマスク値である。
以上により、通信装置100は、オクテット単位に整数の加算を用いてスクランブルを行うため、スクランブラ出力のCRC値を大きく変化させることができ、ISSもしくはRSSの全てのsSSWで衝突の発生を回避できる。
また、通信装置100は、16ビットワード単位に整数の加算を用いてスクランブルを行うため、スクランブラ出力のCRC値を大きく変化させることができ、ISSもしくはRSSの全てのsSSWで衝突の発生を回避できる。
なお、通信装置100は、オクテット(8ビット)単位、16ビットワード単位のほかに、別のビット数単位(例えば、8ビットの倍数単位)にスクランブラ入力値を分割して整数加算を行うことでスクランブルを行ってもよい。
なお、通信装置100は、ビット制限部の出力ビット数を、スクランブラ入力値の分割サイズより1ビット少ないビット数と定めたが、2ビット以上少ないビット数に制限しても良い。1ビット少ないビット数にしたとき最も高いアドレス競合回避の性能が得られるが、2ビット以上少ないビット数に制限しても十分高いアドレス競合回避の性能が得られている場合には、2ビット以上少ないビット数に制限して、計算量を減らすようにしてもよい。
(実施の形態20)
[2つの通信装置の相互動作]
図68は、AP1000とSTA2000がSLSを用いた初期接続を行う手順を示す図である。図68は、図29及び図52と同様に、STA2000がNext A-BFTフィールドの値が0であるDMG Beaconフレームを受信した場合を示している。
図68において、ステップS101、ステップS102b、ステップS103bは、図52と同様であり、説明を省略する。なお、AP1000は、ステップS103bにおいて送信したCopy of AddressingフィールドとScrambler seedフィールドの値、及び、ステップS102bで受信したShort SSW Feedbackの値を組み合わせ、保持しておく。
なお、図68では、図52と同様のステップS101、ステップS102b、ステップS103bの手順を用いる場合を例として示したが、代わりに、図29と同様のステップS101、ステップS102、ステップS103の手順を用いても良い。
ステップS104にて、SLSの手順が完了した後、例えばDTI期間において、STA2000は、ステップS103bにおいてAP1000から通知された最良セクタの情報に基づき送信アンテナセクタを設定し、Probe Requestフレームを送信する。なお、Probe RequestフレームのRA及びTAフィールドには、ハッシュ値(Addressing)ではなく、実際のMACアドレスを含める。
AP1000は、Probe Requestフレームを受信したとき、RA(受信アドレス)はAP1000のMACアドレスであることが分かる。一方、TAフィールドに含まれるMACアドレスは未知である。そこで、AP1000は、Probe Requestフレームに含まれるRA,TAの値と、ステップS103bにおいて保持したScrambler seedの値とを用いて、Addressingの値を算出する。
ステップS105にて、AP1000は、算出したAddressingの値と、ステップS103bにおいて保持したCopy of Addressingの値とを比較し、一致した場合、既にSLSを実施したSTAであると判断する。そこで、AP1000は、Probe Requestフレームに含まれているTAが示すアドレス(STA2000のMACアドレス)に対して、ステップS102bでCopy of Addressingの値と組み合わせて保持していたShort SSW Feedbackの値に基づく送信アンテナセクタに設定し、ACKフレームを送信する。
なお、ステップS105において、AP1000は、Addressingの値が保持しているCopy of Addressingの値と一致しない場合、omni(無指向性)またはquasi-omni(擬似無指向性)アンテナを用いてACKを送信しても良い。
なお、AP1000がアンテナレシプロシティ(送信アンテナセクタと、対応する受信アンテナセクタが同様の指向性を持つ構成)を持つ場合に、ステップS105において、Addressingの値が保持しているCopy of Addressingの値と一致しない場合、AP1000は、Probe Requestフレームを受信したときの受信アンテナの設定と同じアンテナセクタ番号を用いて、ACKフレームを送信しても良い。
なお、ステップS105において、AP1000は、Addressingの値が保持しているCopy of Addressingの値と一致しない場合、保持しているShort SSW Feedbackの値の1つをランダムに選択し、その値に基づく送信アンテナセクタに設定してACKを送信しても良い。また、AP1000は、Short SSW Feedbackの値を1つしか保持していない場合には、Addressingの照合を行わずに、保持している1つのShort SSW Feedbackの値に基づき、送信アンテセクタを設定し、ACKを送信しても良い。
ステップS106にて、STA2000は、ステップS105におけるAP1000からのACKフレームをSTA2000が受信できなかった場合、Probe Requestフレームを再送しても良い。
ステップS107にて、AP1000は、Probe Requestの再送フレームを受信したとき、ステップS105と同様にACKフレームを送信する。このとき、AP1000は、ステップS105で用いたShoft SSW-Feedbackの値の候補とは別の値を用いて送信しても良い。また、AP1000は、ステップS104からステップS107の間の時間において、ステップS104で受信したRA,TAの値からAddressingの値を計算しておき、保存しているCopy of Addressingの値と照合しても良い。ステップS104からステップS107の間の時間を利用することで、全てのCopy of Addressingの値の候補と照合することが容易になる。
また、AP1000は、ステップS105にて保持しているShort SSW Feedbackの値の1つをランダムに選択してACKの送信を行う一方、ステップS107にてAddressingの照合に基づきShort SSW Feedbackの値を適切に選択してACKの送信を行うようにしてもよい。
図69は、AP1000とSTA2000がSLSを用いた初期接続を行う手順の別の例を示す図である。図69において、ステップS101、ステップS102b、ステップS103bは、図52と同様であり、説明を省略する。
ステップS104aにて、STA2000は、図68のステップS104と異なり、Probe RequestフレームのRA(受信アドレス)をブロードキャストアドレス(全てのビットが1)に設定する。
AP1000は、Probe Requestフレームを受信したとき、Probe Requestフレームに含まれるTAと、AP1000のMACアドレスをRAの代用として用いて、Addressingの値を算出する。図68のステップS104と同様に、AP1000は、算出したAddressingの値と、保持しているCopy of Addressingの値を照合し、応答フレームにおいて用いる送信アンテナセクタを決定する。
ステップS108にて、AP1000は、決定した送信アンテナセクタを用いて、Probe ResponseフレームをSTA2000宛てに送信する。
ステップS109にて、STA2000は、ACKフレームを送信する。
図68と異なり、図69のステップS104aではProbe RequestフレームのRAがブロードキャストアドレスであるから、AP1000は、Probe Requestフレームに対するACKを送信する必要がない。したがって、AP1000は、ステップS104aからステップS108の間において、Addressingの値を算出及び照合する時間的猶予を得ることができる。
このように、AP1000は、A-BFT期間中に未知のAddressin値を含むShort SSWを受信した場合、Copy of Addressingの値と、Scrambler seedの値と、Short SSW Feedbackの値を保持し、更に、AP1000は、SLS終了後に未知のアドレスからフレームを受信した場合、未知のアドレスと、保持しているScrambler seedの値とから計算したAddressingの値を比較し、更に、AP1000は、比較したAddressingの値が一致した場合、応答フレームを送信するようにしたので、アソシエーションを行っていないSTAであっても、Short SSWフレームを用いたSLSを行うことができ、SLSに要する時間を短縮することができる。
なお、ステップS104aにおいて、STA2000はProbe Requestフレームを送信する例を示したが、他のMACフレーム(例えばAssociation Request)であってもよい。
なお、ステップS108において、STA2000はProbe Responseフレームを送信する例を示したが、他のMACフレーム(例えばAssociation Response)であってもよい。
なお、AP1000は、BI(Beacon Interval)が満了したときに、ステップS103bから保持している情報を破棄しても良い。これにより、AP1000において照合するAddressingの値の候補を減らすことができ、応答(ACK及びProbe Response等)の遅延を減らすことができる。
なお、AP1000は、A-BFTが開始する毎に、ステップS103bからステップS107において保持している情報を破棄しても良い。
図70は、AP1000とSTA2000とがSLSを用いた初期接続を行う手順の別の例を示す図である。
図70において、ステップS101、ステップS102b、ステップS103bは、図52と同様であり、説明を省略する。なお、STA2000は、ステップS101(すなわちISS)において選択した最良セクタの情報を、AP1000のMACアドレスと組み合わせ、保持している。一方、図70では、図68と異なり、ステップS103bにおいて、AP1000はCopy of Addressingなどの値を保持しない。
ステップS104bにて、STA2000は、ステップS101~S103bのSLSの手順が終了した後、例えばDTI期間中に、SSW-FeedbackフレームをAP1000に対して送信する。このとき、STA2000は、ステップS101より保持している最良セクタの情報を、SSW-Feedbackに含めて送信する。
ステップS105bにて、AP1000は、SSW-Feedbackフレームの内容から、STA2000のMACアドレスと、STA2000への送信にて使用する送信アンテナセクタの情報を得ることができる。AP1000は、ステップS104bにて得られた情報を用いて、SSW-ACKフレームを送信する。
このように、STA2000は、A-BFT期間中にShort SSWを用いてRSSを行った場合、AP1000の最良セクタの情報を保持し、SLS終了後に、ISSとRSSとを伴わないSSW-Feedbackフレームを送信するため、アソシエーションを行っていないSTAであっても、Short SSWフレームを用いたSLSを行うことができ、SLSに要する時間を短縮することができる。
図71は、AP1000とSTA2000とがSLSを用いた初期接続を行う手順の別の例を示す図である。図71において、ステップS101、ステップS102bは、図52と同様であり、説明を省略する。
ステップS102bにてShort SSWフレームを受信した後、ステップS103cにて、AP1000は、図52と同様に、応答のためのフレームを送信する。図52では、応答フレームとして例えば図31のSSW-Feedbackフレームを用いたが、図71では、図52と異なり、長さを短縮したSSW-Feedbackフレーム(Short SSW-Feedbackフレーム、またはsSSW-Feedbackフレームと呼ぶ)を用いる。
ステップS103cにてShort SSW-Feedbackフレームを受信した後、ステップS110にて、STA2000は、Short SSW-ACK(sSSW-ACK)フレームを送信する。なお、STA2000は、A-BFTにおいて、SSW-Feedbackフレーム又はShortではないSSW-Feedbackフレームを受信した場合、SSW-ACKフレームを送信しない。Short SSW-ACKフレームは、STA2000のMACアドレスに関する情報を含む。AP1000は、Short SSW-ACKフレームを受信することにより、STA2000のMACアドレスを知ることができ、STA2000のMACアドレスと、STA2000向けにフレームを送信する際に使用する最良セクタの情報(ステップS102bで受信したもの)との組み合わせを知ることができる。
図72に、sSSW-Feedbackフレームのフォーマットを示す。図44のShort SSWフレームと同様に、Lengthを6に設定し、MCS0で送信する。sSSW-FeedbackフレームのPHY Header部分は、図44のPHY Header部分と同様である。ただし、実施の形態10で説明したとおり、Lengthが14未満の場合にはHCSの代わりにFCSを用いることとし、joint FCSフィールドを省略した。
図72のsSSW-FeedbackフレームのPayload部分は、Packet Typeフィールドと、Copy of sSSW Addressingフィールドと、Copy of sSSW Seedフィールドと、Short SSW Feedbackフィールドを含む。残りのビットは、reservedである。
sSSW-FeedbackフレームのPacket Typeフィールドの値は、1である。したがって、受信機は、受信したパケットがMCS0で変調されており、Lengthが6の場合には、Payloadの始めの2ビットを参照し、値が0であればsSSWフレームであると判別し、値が1であればsSSW-Feedbackフレームであると判別する。
sSSW-FeedbackフレームのCopy of sSSW Addressingフィールドと、Copy of sSSW Seedフィールドは、図31のSSW-Feedbackフレームの、Copy of Addressingフィールド、Scrambler seedフィールドと同様である。
sSSW-FeedbackフレームのShort SSW Feedbackフィールドは、RSS(ステップS102b)で選択した最良のセクタに対応するCDOWN値を含める。
図73に、sSSW-ACKフレームのフォーマットを示す。図44のShort SSWフレームと同様に、Lengthを6に設定し、MCS0で送信する。sSSW-ACKフレームのPHY Header部分は、図72のPHY Header部分と同様である。
図73のsSSW-ACKフレームのPayload部分は、Packet Typeフィールドと、TAフィールドを含む。Packet Typeフィールドには、値2を設定する。
TAフィールドには、送信元アドレス(すなわちSTA2000のMACアドレス)の上位46ビットを含める。AP1000は、sSSW-ACKフレームを受信することにより、STA2000のMACアドレスの上位46ビット、すなわち下位2ビットを除いた部分を知ることができる。
STA2000のMACアドレスの下位2ビットを、AP1000へ通知する方法について説明する。
STA2000は、ステップS102bにおいて、図44のPHYフレームを使う代わりに、図74のPHYフレームを用いる。図74のPHYフレームは、図44のPHYフレームと異なり、2ビットのPartial TAフィールドを持つ。Partial TAフィールドは、送信元アドレス(すなわちSTA2000のMACアドレス)の下位2ビットを含む。
つまり、AP1000は、ステップS102bで図74のPHYフレームを受信してSTA2000のMACアドレスの下位2ビットを知ることができ、ステップS110で図73のsSSW-ACKフレームを受信してSTA2000のMACアドレスの上位46ビットを知ることができる。その結果、AP1000は、STA2000のMACアドレスの48ビット全てを知ることができる。
図75Aは、A-BFTにおいてShort SSWフレームを用いてSLSを行う場合のタイミングの一例を示す図であり、SSW Feedbackフレームを用いる場合(例えば図52の手順)を示す。また、図75Bは、A-BFTにおいてShort SSWフレームを用いてSLSを行う場合のタイミングの他の例を示す図であり、Short SSW-FeedbackフレームおよびShort SSW-ACKフレームを用いる場合(例えば図71の手順)を示す。
図75Aでは、SSW Slotの終端より約23.94μ秒前にSSW Feedbackフレームの送信を開始し、図75Bでは、SSW Slotの終端より約23.92μ秒前にShort SSW Feedbackフレームの送信を開始する。つまり、1つのSSW Slotの間に、図75Aと図75Bとで同等の個数のShort SSWフレームを送信することができ、同等のセクタ数のトレーニングを行うことができる。
このように、STA2000は、A-BFT期間中のShort SSWを用いてTAの下位2ビットを送信し、A-BFT中にShort SSW-ACKフレームを送信するようにしたので、アソシエーションを行っていないSTAであっても、Short SSWフレームを用いたSLSを行うことができ、SLSに要する時間を短縮することができる。
(実施の形態21)
本実施の形態21は、実施の形態18における図63に示した、STA2000とSTA3000がSLSを行う他の手順について説明する。なお、実施の形態18と重複する説明は省略する。
図63において、STA3000は、ステップS501の前に、STA3000をRAとし、STA2000をTAとして計算したAddressingの値をあらかじめ計算し、Addressingのテーブル(たとえば図12)に含め、保持してもよい。たとえば、ステップS501の前に、AP1000から送信されたアナウンスフレーム(図示しない)をSTA3000が受信したとき、アナウンスフレームにSTA2000のMACアドレスの情報が含まれていれば、STA3000は、STA3000をRAとし、STA2000をTAとして計算したAddressingの値を計算する。
なお、STA3000は、ステップS501において、Grantフレームを受信したとき、STA3000をRAとし、STA2000をTAとして計算したAddressingの値を計算し、Addressingのテーブル(たとえば図12)に含め、保持してもよい。たとえば、ステップS501の前に、AP1000から送信されたアナウンスフレーム(図示しない)をSTA3000が受信したとき、アナウンスフレームにSTA2000のMACアドレスの情報が含まれていれば、STA3000は、STA2000のMACアドレスに関する情報を保持するが、Addressingの値を計算しない。STA3000は、Grantフレームを受信したときにAddressingの値を計算するようにすることで、多くのAddressingの値を保持する必要が無く、アドレス競合が発生する確率を低減することができる。
また、STA3000は、ステップS501の前に、AP1000から送信されたアナウンスフレーム(図示しない)を受信したとき、AP1000とSTA3000の組み合わせ(つまり、AP1000がTA,STA3000がRAの場合と、AP1000がRA,STA3000がRAの場合を含む)によるAddressingの値を計算し、STA3000とSTA2000の組み合わせによるAddressingの値を計算しないようにしてもよい。このとき、APからのShort SSWの受信は可能であり、AP以外のSTAからのShort SSWの受信はGrantフレームを受信したとき可能である。これにより、STA3000は、意図しないSTA(つまり、AP1000及びSTA2000以外のSTA)から送信されたShort SSWをSTA3000宛てと誤判断する確率を低減することができる。
なお、図63におけるSTA3000は、計算したAddressingの値を、Grantフレームを受信してから一定時間が経過したときに破棄(たとえば、図12から該当のアドレスを削除)してもよい。たとえば、STA3000は、BI(Beacon interval)期間が満了したとき、Addressingの破棄を行ってもよい。これにより、STA3000は、多くのAddressingの値を保持する必要がなくなり、意図しないSTAから送信されたShort SSWをSTA3000宛てと誤判断する確率を低減することができる。
(実施の形態22)
本実施の形態22は、実施の形態16における図56に示した、AP1000とSTA2000がSLSを行う他の手順について説明する。なお、実施の形態16と重複する説明は省略する。図56では、AP1000の近くにSTA3000があり、AP1000及びSTA2000が送信した信号がSTA3000に受信される場合がある。実施の形態16では、STA3000は、AP1000とアソシエーションしていないが、実施の形態22では、STA3000は、AP1000とアソシエーションしている。
図56において、STA3000は、ステップS301の前に、STA3000をRAとし、STA2000をTAとして計算したAddressingの値をあらかじめ計算し、Addressingのテーブル(たとえば図12)に含め、保持してもよい。たとえば、ステップS301の前に、AP1000から送信されたアナウンスフレーム(図示しない)をSTA3000が受信したとき、アナウンスフレームにSTA2000のMACアドレスの情報が含まれていれば、STA3000は、STA3000をRAとし、STA2000をTAとして計算したAddressingの値を計算する。
なお、ステップS301の前に、AP1000から送信されたアナウンスフレーム(図示しない)をSTA3000が受信したとき、アナウンスフレームにSTA2000のMACアドレスの情報が含まれていれば、STA3000は、Addressingの値を計算せず、STA2000のMACアドレスに関する情報を保持してもよい。STA3000は、Grantフレームを受信したときにAddressingの値を計算するようにすることで、多くのAddressingの値を保持する必要が無く、アドレス競合が発生する確率を低減することができる。
なお、図63と異なり、図56では、STA3000は、STA2000とのSLSを行うためのGrantフレームをAP1000から受信しないため、STA3000とSTA2000の組み合わせによるAddressingの値を計算しないようにしてもよい。これにより、図56のステップS303にてSTA3000がSTA2000からのsSSWフレームを受信したときに、STA3000は、アドレス不一致と判断する。これにより、STA3000は、意図しないSTA(つまり、AP1000以外のSTA)から送信されたShort SSWをSTA3000宛てと誤判断する確率を低減することができる。
また、STA3000は、ステップS301の前に、AP1000から送信されたアナウンスフレーム(図示しない)を受信したとき、AP1000とSTA3000の組み合わせ(つまり、AP1000がTA,STA3000がRAの場合と、AP1000がRA,STA3000がRAの場合を含む)によるAddressingの値を計算し、STA3000とSTA2000の組み合わせによるAddressingの値を計算しないようにしてもよい。このとき、APからのShort SSWの受信は可能であり、AP以外のSTAからのShort SSWの受信はGrantフレームを受信したとき可能である。これにより、STA3000は、意図しないSTA(つまり、AP1000及びSTA2000以外のSTA)から送信されたShort SSWをSTA3000宛てと誤判断する確率を低減することができる。
(実施の形態23)
[PHYフレームの構成の一例]
[通信装置の送信動作]
図76は、PHYフレームの構成の一例を示す。図76のPHYフレームにおいて、PHYヘッダbodyフィールドは、図5のPHYヘッダと比べ、HCSフィールドを持たない。HCSを含まないPHYヘッダを、PHY Header bodyフィールドまたはHeader bodyフィールドという。つまり、図76のHeader bodyフィールドは、11ad規格のPHYヘッダからHCSフィールドを除いた部分と同等である。つまり、受信機は、PHYヘッダbodyフィールドであっても、PHYヘッダbodyフィールドのReservedフィールドまでは、PHYヘッダフィールドと同じ構成であるため、同じように動作する。
また、図76のPHYフレームにおいて、sSSW bodyフィールドは、図5のsSSWフレームと比べ、FCSフィールドを含まない。FCSを含まないsSSWフレームを、short SSW bodyフィールドまたはsSSW bodyフィールドという。また、sSSW bodyフィールドは、図5より4ビット多い48ビットである。つまり、図76のsSSW bodyフィールドは、図5のsSSWフレームにおいてFCSフィールドをReservedフィールドに変更したフォーマットである。
また、図76のPHYフレームは、図5のPHYフレームと比べ、FCSフィールドを含む。つまり、図76では、PHY Header bodyフィールド、及び、short SSW bodyフィールドとしては、FCSフィールドを持たないが、PHYフレームとして、FCSフィールドを持つ。
以下、通信装置(AP)が図76のPHYフレームを送信し、通信装置(STA)が図76のPHYフレームを受信する場合を説明するが、通信装置(STA)が図76のPHYフレームを送信し、通信装置(AP)が図76のPHYフレームを受信する場合、および通信装置(STA)が図76のPHYフレームを送信し、通信装置(STA)が図76のPHYフレームを受信する場合も同様である。
通信装置(AP)は、Header bodyフィールドのLengthフィールドの値を、6に設定する。これは、sSSW bodyフィールドが6オクテット(48ビット)であることを示す。つまり、通信装置(STA)は、前段に配置されたHeader bodyフィールドを確認することで、後段に配置されているデータがsSSW bodyフィールドであるか、または、sSSWフレームであるかを判断できる。
なお、通信装置(AP)は、Lengthの値を14未満に設定してPHYフレームを送信することにより、PHYフレームがsSSW bodyフィールドを含むことを示すようにしてもよい。11ad規格では、Lengthの値は14以上と定められているため、14未満のLengthを設定することにより、11ad規格とは異なるフレームフォーマットであることを示す。
なお、通信装置(AP)は、Header bodyフレームの最後のReservedビットの値を、3(2進数で11)に設定してPHYフレームを送信することにより、PHYフレームがsSSW bodyフィールドを含むことを示すようにしてもよい。
なお、通信装置(AP)は、Header bodyフィールドの最後のReservedビットの値を、3(2進数で11)に設定し、Packet Typeフィールドの値を1に設定し、Training Lengthフィールドの値を0に設定してPHYフレームを送信することにより、PHYフレームがsSSW bodyフィールドを含むことを示すようにしてもよい。
このように、通信装置(AP)は、Reservedビットの値を0以外に設定することで、PHYフレームに11ad規格とは異なるフィールド(たとえば、sSSW bodyフィールド)を含むことを示す。また、Training Lengthフィールドを0に設定した場合には、従来の11ad規格の端末はPacket Typeフィールドの値を参照しないため、通信装置(AP)は、PHYフレームに、Packet Typeフィールドの値に応じたフィールドを含めても良い。これにより、11ad規格の端末に影響を与えることなく、11ad規格に含まれない複数のフィールド(sSSW bodyフィールド等)を新たに追加することができる。
通信装置(AP)は、16ビットのCRCを計算する。CRCの計算は、図45と同様に、Header bodyフィールドとsSSW bodyフィールドを連結して1つのデータ系列とみなし、連結したデータ系列を入力データとしてCRCを計算する。通信装置(AP)は、計算されたCRCの値を図76のPHYフレームのFCSフィールドの値とし、送信する。
[通信装置の受信動作]
PHYフレームを受信した通信装置(STA)は、受信したPHYヘッダ又はPHY Header bodyフィールドのLengthフィールドを参照し、値が6である場合、受信したPHYフレームはsSSW bodyフィールドを含むと判断する。この場合、通信装置(STA)は、受信したHeader bodyフィールドとsSSW bodyフィールドの値からCRCの値を計算し、受信したFCSの値と照合する。通信装置(STA)は、照合した結果、値が一致した場合、ビットエラーが無いと判断し、sSSW bodyフィールドの受信処理を継続する。通信装置(STA)は、照合した結果、値が不一致の場合、ビットエラーが含まれると判断し、受信したsSSW bodyフィールドのデータを破棄する。
PHYフレームを受信した通信装置(STA)は、受信したPHYヘッダ又はPHY HeaderbodyフレームのLengthフィールドを参照し、値が6ではない場合、受信したフレームはsSSW bodyフィールドを含まないと判断する。この場合、通信装置(STA)は、11ad規格に従い、PHYフレーム受信処理を継続する。
なお、通信装置(STA)は、Lengthの値が14未満であるかどうかを参照して、受信したPHYフレームがsSSW bodyフィールドを含むかどうかの判別を行っても良い。なお、通信装置(STA)は、Header bodyの最後のReservedビットの値が3(2進数で11)であるかどうかを参照して、受信したPHYフレームがsSSW bodyフィールドを含むか否かの判別を行っても良い。
なお、通信装置(STA)は、Header bodyの最後のReservedビットの値をが3(2進数で11)かつPacket Typeフィールドの値が1かつTraining Lengthフィールドの値が0であるかどうかを参照して、受信したPHYフレームがsSSW bodyフィールドを含むか否かの判別を行っても良い。
次に、通信装置(STA)がsSSW bodyフィールドの受信処理に対応しない場合(例えば、通信装置(STA)が11ad規格に対応し、11ay規格に対応しない場合)に、通信装置(STA)が図76のPHYフレームを受信する場合について説明する。
通信装置(STA)は、受信したHeader bodyフレームから、CRC(11ad規格におけるHCS)を計算し、11ad規格のPHYフレームであればHCSフィールドが存在する箇所に配置されている、sSSW bodyフィールドの先頭16ビットと比較を行う。
図76のPHYフレームにおいて、sSSW bodyフィールドの先頭16ビットは、Header bodyフィールドから計算されたCRCであるHCSと異なるため、一致しない。したがって、通信装置(STA)は、PHYヘッダにビットエラーがあると判断し、受信したPHYフレームを破棄する。
このように、図76のフレームフォーマットでは、CRCを含まないPHYヘッダ(Header bodyフィールド)の後にsSSW bodyフィールドを配置し、sSSW bodyフィールドの後にFCSを配置したので、sSSW bodyフィールドのReservedビットを増やすことができ、sSSW bodyフィールドに機能を追加することが容易になる。例えば、図76のReservedビットには、図53のA-BFT TXフィールドを含めてもよい。
また、例えば、図76のReservedビットとAddressingフィールドをあわせて21ビットのフィールドを形成し、Addressingフィールドとして用いても良い。これにより、Addressingの値として多くのビット数を使えるため、アドレス競合が発生する確率を低減することができる。
[PHYフレームの構成の他の例]
図77は、PHYフレームの構成の他の例を示す図である。図77のsSSW bodyフィールドは、図76のsSSW bodyフィールドと異なり、sSSW bodyフィールドの先頭にInvertedフィールドを持つ。図77のPHY Header bodyフィールドとFCSフィールドは、図76のPHYフレームと同様である。
[通信装置の送信動作]
図78は、送信時における図76のPHYフレームの各フィールド値の算出手順の一例を示すフローチャートである。まず、実施の形態1または実施の形態12と同様に、通信装置(AP)は、Header bodyフィールドとsSSW bodyフィールドを生成する。このとき、通信装置(AP)は、Inversedフィールドを0に設定する。
ステップS1001では、通信装置(AP)は、図77のHeader bodyフィールドからCRCを計算する。計算したCRCの値を、仮HCSという。仮HCSは、11ad規格に定められるHCSの計算方法に従い計算されるが、11ad規格と異なり、PHYフレームに含めて送信しない。
ステップS1002では、通信装置(AP)は、図77のHeader bodyフィールドとsSSW bodyフィールドからFCSを計算する。なお、FCSの計算は11ad規格に定められるHCSの計算方法に従い計算してもよい。ここで、FCSの計算は、仮HCSの計算が含まれるため、ステップS1001において仮HCSを計算するための処理量を削減することができる。
ステップS1003では、通信装置(AP)は、仮HCSの値と、sSSW bodyの先頭16ビットとを比較する。値が一致した場合には、通信装置(AP)は、次にステップS1004の処理を行い、値が一致しない場合には、処理を終了する。
ステップS1004では、通信装置(AP)は、sSSW bodyの先頭16ビットの値を反転する。つまり、sSSW bodyの先頭16ビットの値を2進数表現したときに、0と1を入れ替える。
図78の処理を終了した後、通信装置(AP)は、ビットスクランブル、LDPC符号化、変調などを行い、PHYフレームを送信する。
なお、ステップS1004において、通信装置(AP)は、sSSW bodyの先頭16ビットの値を反転する代わりに、16以外のビット数のデータを反転するようにしてもよい。このとき、反転されるデータ部分にInversedフィールドが含まれるようにする。たとえば、通信装置(AP)は、先頭3ビットの値を反転してもよい。このとき、InversedフィールドとPacket Typeフィールドが反転され、Addressingフィールドは反転されない。これにより、受信機では、反転を元に戻す処理を行う前に、Addressingフィールドの処理を行うことができる。
[通信装置の受信動作]
PHYフレームを受信した通信装置(STA)は、受信したPHYヘッダ又はPHY Header bodyのLengthフィールドを参照し、値が6である場合、受信したPHYフレームはsSSW bodyフィールドを含むと判断する。
次に、通信装置(STA)は、Inversedビットを参照し、値が1であれば、受信したsSSW bodyフィールドの先頭16ビットの値を反転する。
次に、通信装置(STA)は、受信したHeader bodyフィールドとsSSW bodyフィールドの値からCRCの値を計算し、受信したFCSフィールドの値と照合する。通信装置(STA)は、照合した結果、値が一致した場合、ビットエラーが無いと判断しsSSW bodyフィールドの受信処理を継続する。通信装置(STA)は、照合した結果、値が不一致の場合、ビットエラーが含まれると判断し、受信したsSSW bodyフィールドのデータを破棄する。
通信装置(AP)は、Inversedフィールドの値を0としたので、ステップS1004でsSSW bodyフィールドの先頭16ビットを反転したとき、Inversedビットの値は1になる。そのため、通信装置(STA)は、受信したsSSW bodyフィールドにおいてビット反転が行われているかどうかを判別することができる。
次に、通信装置(STA)がsSSW bodyフィールドの受信処理に対応しない場合(例えば、通信装置(STA)が11ad規格に対応し、11ay規格に対応しない場合)に、通信装置(STA)が図77のPHYフレームを受信する場合について説明する。
通信装置(STA)は、受信したHeader bodyフィールドから、CRC(11ad規格におけるHCS)を計算し、sSSW bodyの先頭16ビットと比較を行う。sSSW bodyフィールドにおいて、sSSW bodyの先頭16ビットは、HCSと異なるため、不一致である。したがって、通信装置(STA)は、PHYヘッダにビットエラーがあると判断し、受信したPHYフレームを破棄する。
図76のフレームフォーマットでは、通信装置(STA)が算出したHCSと、sSSW bodyの先頭16ビットが、同じ値となる可能性が存在する。一方、図77のフレームフォーマットでは、通信装置(AP)は、図78のステップS1003とステップS1004の処理を行うことにより、通信装置(STA)が算出したHCSと、sSSW bodyの先頭16ビットが同じ値となる可能性を低減することができる。これにより、通信装置(STA)が誤動作を行う確率を低減することができる。
なお、図78では、通信装置(AP)はステップS1003の前段にステップS1002(FCSの計算)を行うが、図79のように、ステップS1004の後段にFCSの計算を行ってもよい(ステップS1002a)。図79は、図76のPHYフレームの各フィールド値の算出手順の他の例を示すフローチャートである。この場合、ステップS1002aでは、通信装置(AP)は、ビット反転されたsSSW bodyに対するFCSを計算する。また、通信装置(STA)は、受信したHeader bodyフィールドとsSSW bodyフィールドに対してFCSを計算してから、Inversedフィールドの値に応じてsSSW bodyの先頭16ビットの反転を行う。
実施の形態23の図76では、通信装置100は、Lengthフィールドの値が14未満に設定された場合に、HCSを含まないPHYヘッダ(PHY Header bodyフィールド)と、FCSを含まないsSSWフレーム(sSSW bodyフィールド)と、PHY Header bodyフィールドとsSSW bodyフィールドから計算されたFCSと、をPHYフレームに含めて送信するため、従来のSSWフレームよりフレーム長を短縮することができ、かつ、高い誤り検出能力を得ることができる。
実施の形態23の図76では、通信装置100は、HCSを含まないPHYヘッダと、FCSを含まないsSSWフレームと、PHYヘッダとsSSWフレームから計算されたFCSをPHYフレームに含めて送信する場合、PHYヘッダbodyの最後のReservedフィールドの値を3(2進数で11)に設定することで、従来のSSWフレームとの区別ができ、更に、フレーム長を短縮することができ、かつ、高い誤り検出能力を得ることができる。
実施の形態23の図77では、通信装置100は、HCSを含まないPHYヘッダ(PHY Header bodyフィールド)と、FCSを含まないsSSWフレーム(sSSW bodyフィールド)と、PHY Header bodyフィールドとsSSW bodyフィールドから計算されたFCSと、をPHYフレームに含めて送信する場合、sSSWフレームの先頭のビットを0に設定し、PHYヘッダから算出したHCSと、sSSWフレームの先頭16ビットが一致する場合に、sSSWフレームの先頭16ビットの値を反転して送信するため、従来のSSWフレームよりフレーム長を短縮することができ、かつ、高い誤り検出能力を得ることができる。
実施の形態23の図77では、通信装置100は、PHYヘッダの最後のReservedフィールドの値を3(2進数で11)に設定することで、従来のSSWフレームと区別でき、また、sSSWフレームの先頭の1ビットにInversedフィールドを設定することで、PHYヘッダから算出したHCSと、sSSWフレームの先頭16ビットが一致する場合に、sSSWフレームの先頭16ビットの値を反転して送信するため、従来のSSWフレームよりフレーム長を短縮することができ、かつ、高い誤り検出能力を得ることができる。
(実施の形態24)
[通信装置の送信動作]
図80は、PHYフレームの一例の構成を示す図である。図80のPHYフレームにおいて、sSSW bodyフィールドは、図76のsSSW bodyフィールドと比べ、CDOWNフィールドの代わりに、CDOWN LSBフィールドを持つ。また、Reservedフィールドは、図76より10ビット多い15ビットである。また、図80のPHY Header bodyフィールドは、図76のPHY Header bodyフィールドと同様である。
以下、通信装置(AP)が図80のPHYフレームを送信し、通信装置(STA)が図80のPHYフレームを受信する場合を説明するが、通信装置(STA)が図80のPHYフレームを送信し、通信装置(AP)が図80のPHYフレームを受信する場合、および通信装置(STA)が図80のPHYフレームを送信し、通信装置(STA)が図80のPHYフレームを受信する場合も同様である。
通信装置(AP)は、Header bodyフィールド(PHY Header bodyフィールド)の最後のReservedビットの値を、3(2進数で11)に設定し、Packet Typeフィールドの値を1に設定し、Training Lengthフィールドの値を0に設定する。また、通信装置(AP)は、Header bodyフィールドのLengthフィールドの値を、CDOWNの値の上位10ビットに設定する。また、通信装置(AP)は、sSSW bodyフィールドのCDOWN LSBの値を、CDOWNの値のLSBの値に設定する。
つまり、図76のフォーマットでは、通信装置(AP)は、sSSW bodyフィールドに11ビットのCDOWN値を含めて送信するが、図80では、11ビットのCDOWN値のうち、上位10ビットをHeader bodyフィールドのLengthフィールドに含め、sSSW bodyフィールドには、LSB 1ビットを含める。つまり、通信装置(AP)は、Lengthフィールドに含めることができなかったCDOWNのビットの残り1ビットをsSSW bodyフィールドに含める。
図81は、通信装置(AP)が図80に示すPHYフレーム(以下、sSSWパケットという)を送信してISSを行う手順の一例を示す。図81において、送信するsSSWパケット数は1012個である。
通信装置(AP)は、まず、CDOWNが1011のsSSWパケットを送信する。図80のフォーマットを用いるため、CDOWNの全ての値はsSSWパケットに含まれない。通信装置(AP)は、Header bodyフィールドのLengthフィールドの値を505(CDOWN値の上位10ビット)、sSSW bodyフィールドのCDOWN LSBフィールドの値を1に設定してsSSWパケットを送信する。
通信装置(AP)は、CDOWNの値を1ずつ減じて1012個のsSSWパケットを送信する。
最後に送信されるsSSWパケットのCDOWNは0であるが、図80のフォーマットを用いるため、CDOWNの全ての値はsSSW bodyフィールドに含まれない。このため、通信装置(AP)は、Lengthフィールドの値を0(CDOWN値の上位10ビット)、CDOWN LSBフィールドの値を0に設定してsSSWフレームを送信する。
[通信装置の受信動作]
PHYフレームを受信した通信装置(STA)は、Header bodyフィールドの最後のReservedビットの値を参照し、値が3(2進数で11)であり、かつ、Packet Typeフィールドの値を参照し、値が1である場合、受信したフレームはsSSWパケット(sSSW bodyフィールドを含むPHYフレーム)であると判断する。この場合、通信装置(STA)は、受信したHeader bodyフィールドとsSSW bodyフィールドの値からCRCの値を計算し、受信したFCSフィールドの値と照合する。通信装置(STA)は、照合した結果、値が一致した場合、ビットエラーが無いと判断しsSSW bodyフィールドの受信処理を継続する。通信装置(STA)は、照合した結果、値が不一致の場合、ビットエラーが含まれると判断し、受信したsSSW bodyフィールドのデータを破棄する。
通信装置(STA)は、受信したsSSW bodyフィールドを含むPHYフレームのLengthフィールドの値と、sSSW bodyフィールドのCDOWN LSBフィールドの値をあわせ、CDOWNの値を得る。これにより、通信装置(STA)は、受信したsSSW bodyフィールドの処理を行う。
次に、通信装置(STA)がsSSW bodyフィールドの受信処理に対応しない場合(例えば、通信装置(STA)が11ad規格に対応し、11ay規格に対応しない場合)に、通信装置(STA)が図80のPHYフレームを受信する場合について説明する。
通信装置(STA)は、受信したHeader bodyフィールドから、CRC(11ad規格におけるHCS)を計算し、11ad規格では、HCSが配置されている箇所に相当する、sSSW bodyの先頭16ビットと比較を行う。sSSW bodyフィールドにおいて、sSSW bodyフィールドの先頭16ビットはHCSと異なるため、一致しない。したがって、通信装置(STA)は、PHYヘッダにビットエラーがあると判断し、受信したPHYフレームを破棄する。
ここで、図80のフォーマットでは、Lengthフィールドの値は実際のパケット長とは無関係な値である。しかし、sSSW bodyフィールドの先頭16ビットはHCSが不一致となり、PHYフレームは破棄されるため、通信装置(STA)の誤動作を避けることができる。
このように、図80のフレームフォーマットでは、CRC(HCS)を含まないヘッダの後段にssSSW bodyフレームを配置し、PHYヘッダのLengthフィールドにCDOWN値に応じた値を含める構成であるため、sSSW bodyフィールドのReservedビットを増やすことができ、sSSW bodyフィールドに機能を追加することが容易になる。例えば、図80のReservedビットには、図53のA-BFT TXフィールドを含めてもよい。
なお、図80のフレームフォーマットでは、PHYヘッダのLengthフィールドにCDOWN値に応じた値を含めるようにしたが、別の値を含めてもよい。例えば、Short SSW Feedbackフィールドの値に応じた値を含めても良い。
なお、図80のフレームフォーマットでは、PHYヘッダのLengthフィールドにCDOWN値に応じた値を含めるが、PHYヘッダのLengthフィールド以外のフィールドにCDOWN値や他の値に応じた値を含めても良い。ただし、sSSW bodyフィールドの復号に用いられるフィールド(PHYヘッダの先頭のReserved、Scrambler Initialization)、PHYフレームがsSSW bodyフィールドを含むことを示すために用いられるフィールド(例えば、Header bodyの最後のReservedビット、Packet Typeフィールド)を除く。
例えば、図80のフレームフォーマットでは、PHY Header bodyフィールドのTraining LengthフィールドにCDOWN値に応じた値を含めるようにしてもよい。
なお、図80のフレームフォーマットでは、図77のフレームフォーマットと同様に、図78及び図79の手順を適用しても良い。これにより、受信機にて計算されたHCSとsSSW bodyの先頭16ビットが一致する確率を低減することができ、受信機が誤動作する確率を低減することができる。
実施の形態24では、通信装置100は、PHYヘッダの最後のReservedフィールドの値がを3(2進数で11)に設定することで、従来のSSWフレームと区別でき、CRCを含まないヘッダの直後にsSSW bodyフィールドを含めるようにし、PHYヘッダのLengthフィールドにCDOWN値に応じた値を含めるようにして送信するため、従来のSSWフレームよりフレーム長を短縮することができ、かつ、高い誤り検出能力を得ることができる。
(実施の形態25)
図82は、通信装置100における図4のSLSの手順の一例を示す。実施の形態25では、通信装置100はInitiatorでもResponderでもよく、図82は通信装置100がInitiatorの場合を例として説明する。
図82のsSSWフレームは、図5、図19、図22、図36等に示した構成であってもよい。つまり、PHYヘッダは11ad規格に示すとおりHCSを持つ。
図5のsSSWフレームは、Lengthの値が6であるのに比べ、通信装置100は、図82のsSSWフレームにCDOWNに応じたLengthの値を設定する。図83に、CDOWNに応じたLengthの値の一例を示す。なお、図83において、TXTIMEの列は、Lengthの値に応じた、MCS0のパケットの長さを示し、Lengthから計算されるTXTIMEと呼ぶ。なお、図83は、Initiator及びResponderにて、事前に共有されている。
つまり、通信装置100は、Lenthから計算されるTXTIMEが、該当のsSSWフレームの先頭からCDOWNの値が0のsSSWフレームの終端までの時間より長くなるように、sSSWフレームのLengthの値を定める。
例えば、CDOWNの値が3のsSSWフレームの先頭から、CDOWNの値が0のsSSWフレームの終端までの時間は、約38.7μsecである。そこで、通信装置100は、Lengthから計算されるTXTIMEが38.7μsecを超え38.7μsecに最も近い値として、Lengthの値を107に設定する。
CDOWNの値が30以上の場合、前述の条件を満たすLengthの値は存在しないため、通信装置100は、Lengthの値を、とりうる最大値である1023に設定する。
なお、通信装置100は、sSSWフレームのPHYヘッダの最後のReservedビットの値を11(2進数)に設定し、Packet Typeフィールドの値を1に設定することで、送信するフレームが、図82及び図83に対応したsSSWフレームであることを示すようにしても良い。
次に、通信装置(STA)が、図82及び図83に対応したsSSWフレームの受信処理に対応しない場合(例えば、通信装置が11ad規格に対応し、11ay規格に対応しない場合)に、通信装置(STA)が図82のPHYフレームを受信する場合について説明する。
通信装置(STA)は、受信したPHYフレーム(すなわち、sSSWフレーム)のLengthの値から、TXTIMEを計算する。例えば、Lengthの値が107のフレームを受信したとき、計算されるTXTIMEは38.9μsecである。なお、図83において、LengthとTXTIMEの関係は、11ad規格に基づき計算される値であり、通信装置(STA)は、Lengthの値から、TXTIMEを計算することができる。一方、CDOWNの値に対するLengthの値は、11ad規格に定められていないため、11ad規格に対応し、11ay規格に対応していない通信装置(STA)は、受信したLengthの値に対するCDOWNの値を知らない。
このため、11ad規格に対応し、11ay規格に対応していない通信装置(STA)は、length値に従い、受信したPHYフレームの先頭から、TXTIME(38.9μsec)の間、受信処理を行うため、送信を行わない。言い換えると、通信装置100は、ISSが完了するまでの間、通信装置(STA)がパケットを送信することによる干渉を受けない。
なお、図82では、通信装置100は、CDOWNの値に応じたLengthの値を図83に従い定めるとしたが、代わりに、次に示す式(22)に従い算出しても良い。
Length = Floor( CDOWN * 34.25 ) + 6 (22)
式(22)において、値「6」は、CDOWNが0のときにLengthが6(つまり、11ad規格のLengthの最小値)となるようにするための加算値である。また、係数「34.25」は、式(22)で算出したLengthの値から計算したTXTIMEの値が、該当するsSSWフレームの先頭からCDOWNの値が0のsSSWフレームの終端までの時間より大きくなるように定めた係数である。上記条件を満たす値として、例えば34.33等を使っても良いが、34.25を用いて計算したLengthの値は、図83のLengthの値と比べた誤差が小さく、また、小数部(0.25)は2進数で表現する場合に少ないビット数で表現できるため、Lengthを計算するための計算量を減らすことができる。
なお、式(22)において、係数34.25の代わりに、34等の値を用いても良い。この場合、一部のCDOWN値において、図83に示すLength値より小さなLength値が算出されるが、計算量を削減できる。
なお、図82では、通信装置100は、CDOWNの値に応じたLengthの値を図83の表に従い定めるとしたが、式(23)に示す、Lengthの値をCDOWNの値の上位ビットに従い定めても良い。
Length = Floor( CDOWN/2 )+ 6 (23)
式(23)を用いた場合、11ad規格に対応しない通信装置(STA)は、sSSWフレームを受信したとき、Lengthの値に応じて送信を停止する。送信を停止する期間は図83を用いた場合に比べ短いが、通信装置(STA)は、CDOWNの値に応じて一定の時間送信を停止するため、通信装置100は、通信装置(STA)がパケットを送信することによる干渉を低減することができる。
また、式(23)を用いた場合、図80のshort SSW bodyと同じフォーマットを用いることで、CDOWN LSBフィールドのビット数を減らすことができ、多くのReservedビットを確保することができる。
実施の形態25では、通信装置100は、PHYヘッダのLengthフィールドにCDOWN値に応じた値を含めるようにして送信するため、他の通信装置からの干渉を受ける確率を低減することができ、SLSが成功する確率を高めることができる。
なお、図56におけるSTA3000は、計算したAddressingの値を、Grantフレームを受信してから一定時間が経過したときに破棄(たとえば、図12から該当のアドレスを削除)してもよい。たとえば、STA3000は、BI(Beacon interval)期間が満了したとき、Addressingの破棄を行ってもよい。これにより、STA3000は、多くのAddressingの値を保持する必要がなくなり、意図しないSTAから送信されたShort SSWをSTA3000宛てと誤判断する確率を低減することができる。
(実施の形態14の変形例)
図84は、実施の形態14の図53とは異なるsSSWフレームのフォーマットを示す図である。図84では、sSSWフレームは、A-BFT TXフィールドを含む。STA2000は、DMG Beaconフレームに応答してA-BFTのスロットを利用してRSSを送信する場合、A-BFT TXフィールドに1を設定して送信する。
また、STA2000は、A-BFTのスロットを利用せずにsSSWを送信する場合(例えば、DTIにおいてsSSWを送信する場合)、A-BFT TXフィールドに0を設定して送信する。
A-BFT TXフィールドに1を設定して送信する(A-BFTを利用する)場合のsSSWフレームは、A-BFTを利用しない場合のsSSWフレームにおける11ビットのCDOWNフィールドの代わりに、3ビットのSSW Slot IDフィールドと、5ビットのFSS Slot IDフィールドと、1ビットのAssociatedフィールドを含む。残りの2ビットはReservedである。
SSW Slot IDフィールドは、SSW Slot番号(図47参照)を含んでもよい。また、FSS Slot IDフィールドは、後述するFSS Slot番号を含んでもよい。また、Associatedフィールドは、STA2000がAP1000(つまり、sSSWフレームの送信先)とアソシエーションしているときに1が設定され、アソシエーションしていないときに0が設定される。
Associatedフィールドが0に設定されているとき、AP1000はSTA2000が未知であるから、AP1000は受信したsSSWフレームのAddressingフィールドの照合を行わない。
図85A、図85Bは、A-BFTにおけるFSS Slot番号(FSS Slot ID)の定め方を示す図である。図85A、図85Bにおいて、図47と同様の部分については説明を省略する。
図85Aは、A-BFTにおいて従来のSSWフレームの送信方法を示す図である。各SSW Slotにおいて送信可能なSSWフレームの数(これをFSSと呼ぶ)はあらかじめ定められている。例えば、AP1000は、FSSの情報をビーコンフレームに含めて送信してもよい。
FSS Slot番号は、SSW Slot内におけるSSWフレームの送信順位である。なお、図85Aでは、SSWフレームの送信順位に応じてSSWフレーム毎に昇順にFFS Slot番号を定めたが、CDOWNと同様にSSWフレームの送信順位に応じて降順にFFS Slot番号を定めても良い。
図85Bは、A-BFTにおいてsSSWフレームの送信方法を示す図である。sSSWフレームは、従来のSSWフレームに比べパケット長が短いため、STA2000は、各SSW Slotにおいてより多くのパケットを送信してもよい。
図86は、AP1000から通知されたFSSの値に対し、STA2000が1つのSSW Slotにおいて送信するsSSWフレームの最大数を示す図である。図86において、FSSはAP1000から通知されたFSSの値を示す。また、aSSDurationは、FSSの値に対して算出されるSSW Slotの長さ(単位:マイクロ秒)を示す。FSS for sSSWは、FSSの値に対して、STA2000が1つのSSW Slotにおいて送信するsSSWフレームの最大数である。言い換えると、FSS for sSSWに示される数のsSSWフレームとSSW-Feedbackの送信とを合計した時間は、sSSDurationを超えない。
なお、通信装置100は、FSSの値に応じたsSSWフレームの最大数を図86の表に従い定めるとしたが、式(24)に従い定めても良い。
sSSWフレームの最大数 = Floor( (aSSDuration+1)/(8.946+1) ) (24)
式(24)において、定数8.946は、sSSWフレームの長さ(マイクロ秒)である。
また、通信装置100は、式(24)の代わりに、式(25)を用いても良い。
sSSWフレームの最大数 = Floor( FSS×51/32 ) (25)
式(25)において、定数51/32は、FSSの値が1から16の場合に、式(25)で計算した値が図86に示す値と等しくなるように調整した定数である。また、定数51/32は、実質的に除算が不要となるように、分母が2のべき乗となるように調整した定数である。
図85Bにおいて、図85Aと同様に、FSS Slot番号は、SSW Slot内におけるsSSWフレームの送信順位に基づき定められる。図85Bでは、sSSWフレームの送信順位に応じてSSWフレーム毎に昇順にFFS Slot番号を定めたが、CDOWNと同様にsSSWフレームの送信順位に応じて降順にFFS Slot番号を定めても良い。
また、A-BFTを利用するsSSWフレームは(A-BFT TXフィールドに1を設定して送信する場合)、A-BFTを利用しないsSSWフレームにおけるShort SSW Feedbackフィールドの代わりに、6ビットのSector Selectフィールドと、2ビットのDMG Antenna Selectフィールドと、3ビットのReservedと、を含めて送信してもよい。
Sector Selectフィールドは、STA2000がBTI(図85A、図85Bを参照)において受信したビーコンフレームのうち、もっとも受信品質が良かったビーコンフレームに対応するセクタ番号を示す。
また、DMG Antenna Selectフィールドは、STA2000がBTI(図85A、図85Bを参照)において受信したビーコンフレームのうち、もっとも受信品質が良かったビーコンフレームに対応するDMG Antenna番号を示す。
図52のステップS102bにおいて、STA2000は図84のsSSWフレームを送信する。AP1000はsSSWフレームを受信し、sSSWフレームに含まれるSSW Slot IDフィールドとFSS Slot IDフィールドの値が、現在スケジュールしているSSW Slot番号とFSS Slot番号とそれぞれ一致するかを確認する。一致しない場合、AP1000は、受信したsSSWフレームはAP1000宛てではないと判断し、受信したsSSWフレームを破棄する。
なお、AP1000は、現在スケジュールしているSSW Slot番号とFSS Slot番号を、時計、カウンタ、タイマーなどを用いて決定しても良い。
図85A、図85BのsSSWフレームは、SSW Slot IDフィールドの値とFSS Slot IDフィールドの値とを含むため、sSSWフレームを受信した端末は、現在スケジュールしているSSW Slotの番号が、受信したSSW Slot IDフィールドの値と一致し、現在スケジュールしているFSS Slotの番号が、受信したFSS Slot IDフィールドの値と一致する場合、SSW-Feedbackフレームによる応答を行う。
以上より、AP1000と、AP1000以外のAPにおいて、SSW Slot IDの値とFSS Slot IDの値の両方が一致することは可能性が低いため、AP1000以外のAPからの意図しない応答が起こる確率を低減することができる。
(実施の形態26)
[通信装置の送信動作]
図87に、実施の形態26に係るsSSWフレームの構成を示す。図87のsSSWフレームは、図5のsSSWと比べ、Addressingフィールドは8ビットのShort RAフィールドと8ビットのShort TAフィールドに分割されている。また、Short SSW Feedbackフィールドは、ISSの場合(つまり、Directionフィールドの値が0の場合)に、1ビットのReservedフィールドと10ビットのShort Scrambled BSSIDフィールドに置き換えられる。
以下、通信装置(AP)がsSSWフレームを送信し、通信装置(STA)がsSSWフレームを受信する場合について説明するが、通信装置(STA)がsSSWフレームを送信し、通信装置(AP)がsSSWフレームを受信する場合、および通信装置(STA)がsSSWフレームを送信し、通信装置(STA)がsSSWを受信する場合も同様である。
図87のsSSWフレームにおいて、通信装置(AP)は、図32と同様に、RAとTAに対してスクランブルとCRCを適用して算出したRA用とTA用の別個のAddressingの値(Addressing-RA, Addressing-TA)をShort RAフィールド、Short TAフィールドの値として用いてもよい。
なお、図87のsSSWフレームにおいて、通信装置(AP)は、Short TAの値として、通信装置(AP)のAssociation ID(AID)を用いても良い。また、通信装置(AP)は、Short RAの値として、通信装置(STA)のAIDを用いても良い。ここで、AIDとは、STAがアソシエーションしたときに、通信装置(AP)がSTA毎に固有に定める8ビットのIDである。また、APのAIDは0である。なお、APのAIDとして0以外の値を用いても良い。例えば、APのMACアドレスの8ビットのCRCを用いても良い。また、図32と同様にスクランブルを適用した後CRCを算出し、AIDの代わりとして用いても良い。
1つのBSS(Basic Service Set:1つのAPがアソシエーションを管理するグループ)において、AIDは重複無くSTAに付与されるため、1つのBSSに属するSTA間ではAddressingの競合は発生しない。しかし、複数のBSSが存在し、第1のBSSに属する通信装置(AP)が第1の通信装置(STA)宛てに送信したsSSWフレームを、第2のBSSに属する第2のSTAが、受信したとき、第1の通信装置(STA)と第2のSTAとが同一のAIDを持つ可能性が存在する。このとき、Addressingの競合が発生し、第2のSTAは意図しないRSSの送信または意図しないSSW-Feedbackの送信を行う。
Addressingの競合が発生したことを検出するため、第1のBSSに属する通信装置(AP)は、ISSの場合(つまり、Directionフィールドの値が0の場合)に、Short SSW Feedbackフィールドを、1ビットのReservedフィールドと10ビットのShort Scrambled BSSIDフィールドに置き換えて送信する。
図88A、図88B、図88Cは、通信装置(AP)がShort Scrambled BSSIDフィールドの値を算出する手順を示す。BSSIDは、BSSのAPのMACアドレスが用いられる場合がある。図88Aの手順は、図6の手順と同様である。ただし、図6ではRAとTAが入力であるため、96ビットのデータが入力されるが、図88Aでは、48ビットのデータが入力される。
図88AのステップS20では、通信装置(AP)は、BSSIDの値に対してスクランブルを行う。図6のステップS1と同様に、スクランブルの方法として図7、図8、図17、図18、図39、図40、図64、図65のいずれかの方法を用いても良い。スクランブルのシードとして、PHY HeaderのScrambler Initializationの値(図87を参照)、sSSWフレームのCDOWNの値、CDOWNの値の一部のビット(例えば下位4ビット)などを用いてよい。
図88AのステップS21では、通信装置(AP)は、スクランブルされたBSSIDの値に対して、ハッシュ関数の計算を行う。図6のステップS2と同様に、ハッシュ関数として、例えばFNV(Fowler-Nol-Vo)ハッシュ関数やCRC(Cyclic Redundancy check)符号などを用いてよい。
図88AのステップS22では、通信装置(AP)は、算出されたハッシュ値(図6と同様にAddressingと呼ぶ)の下位6ビットを破棄し、上位10ビットを用いてShort Scrambled BSSIDフィールドの値とし、sSSWフレームの送信を行う。
図88BのステップS23では、通信装置(AP)は、BSSIDの値をSeedに応じてあらかじめ定められた除数で割り算し、余りを算出する。図88Dに、Seedと除数との関係の一例を示す。図87のsSSWフレームは、Short Scrambled BSSIDフィールドは10ビットであるから、最大1023である。このため、除数は1023を超えない値とする。また、除数を奇数とすることにより、BSSIDの値に応じて算出される剰余の値がばらつきやすくなり、異なるBSSIDに対して異なる剰余値が算出される確率が高まる。また、Seedの値に応じて異なる除数を用いることにより、算出される剰余の値が変化する。つまり、Seedの値に応じて異なる除数を用いることで、ステップS20のスクランブルと同等の効果が得られる。
図88CのステップS24では、通信装置(AP)は、BSSIDの上位24ビットと下位24ビットを入力としてXORを算出する。図88CのステップS25では、通信装置(AP)は、算出されたXORの値に対して、図88Dの除数を用いて除算を行い、剰余を算出する。図88Cでは、図88Bに比べて除算の入力ビット数が小さいため、CPUを用いて算出するのに適している。
なお、図88CのステップS24では、BSSIDを上位24ビットと下位24ビットに分割したが、上位16ビットと下位32ビットに分割しても良い。これは、32ビットCPUで計算を行うのに適した方法である。また、図88CのステップS24では、通信装置(AP)は、BSSIDを上位16ビット、中位16ビット、下位16ビットのように3つの部分に分割して、3入力のXORを算出しても良い。これは、16ビットCPUで計算を行うのに適した方法である。
また、通信装置(AP)は、Short Scrambled BSSIDフィールドの値の算出において、BSSIDを用いる代わりに、Allocation Start Timeを用いてもよい。図88Eは、2つのBSS4000とBSS5000が存在するときのAllocation Start Timeを説明する図である。
BSS4000は、AP4100によりスケジューリングが決定され、BTI、A-BFT、CBAP(Contention based access period)、SP(Service period)などのアクセス期間を含む。Allocation Start Timeは、アクセス期間を開始する時刻である。
図88Eに示すように、異なるBSS間では、アクセス期間の開始時刻は一致する可能性が低い。例えば、BSS4000の通信装置(AP)がSP1においてSLSを行うのは、Allocation Start Time t2である。BSS4000の通信装置(AP)がSP1に送信したsSSWフレームを、BSS5000の通信装置(STA)が受信するのは、Allocation Start Time t7である。
したがって、Short Scrambled BSSIDフィールドにAllocation Start Timeを含めることで、sSSWフレームを受信した通信装置(STA)は、BSSを判別することができる。
なお、11ad規格では、Allocation Start Timeを通知するために用いられるAllocation Startサブフィールドは4オクテット(32ビット)である。通信装置(AP)は、Allocation Start Timeの下位10ビットをShort Scrambled BSSIDフィールドに含めて送信しても良い。
また、通信装置(AP)は、Allocation Start Timeの一部である10ビット(例えば第4ビットから第13ビット)をShort Scrambled BSSIDフィールドに含めて送信しても良い。Allocation Start Timeが8の倍数に等しく、下位ビットの変化が少ない場合に、BSS毎にShort Scrambled BSSIDフィールドが異なる値となる確率を高めることができ、有効である。
また、通信装置(AP)は、Allocation Start Timeを、例えば図88Dに示す除数で除した剰余をShort Scrambled BSSIDフィールドに含めて送信しても良い。これにより、BSS毎にShort Scrambled BSSIDフィールドが異なる値となる確率を高めることができる。
また、通信装置(AP)は、Short Scrambled BSSIDフィールドの値の算出において、BSSIDを用いる代わりに、BI(Beacon Interval)毎にランダムな値(BI IDと呼ぶ)を決定し、Short Scrambled BSSIDフィールドの値に含めて送信しても良い。
図88Fは、BI IDの例を示すタイミングチャートである。通信装置(AP4100)は、BI IDをBI毎に乱数を用いて決定し、BTI期間中に、決定したBI IDを、ビーコンを用いてBSS4000内のSTAへ通知する。また、通信装置(AP5100)は、BI IDをBI毎に乱数を用いて決定し、BTI期間中に、決定したBI IDを、ビーコンを用いてBSS5000内のSTAへ通知する。
したがって、BSS4000のBI IDとBSS5000のBI IDが同一の値となる確率は低い。Short Scrambled BSSIDフィールドにBI IDを含めることで、sSSWフレームを受信した通信装置(STA)は、BSSを判別することができる。
なお、通信装置(AP)は、乱数を用いて、BI IDの値を決定する代わりに、ビーコンフレームのTimestampフィールドの値を用いて、BI IDの値を算出しても良い。
Timestampフィールドの値は、TSF(timing synchronization function) timerの値であり、8オクテット(64ビット)である。通信装置(AP)は、前述のAllocation Start Timeと同様に、Timestampフィールドの値に対して、一部のビットの抜き出しを行うか、剰余の計算を行って、Short Scrambled BSSIDフィールドのビット数に合わせて送信しても良い。
ISSにおいて通信装置(AP)が送信したsSSWフレームを、通信装置(STA)が受信した場合の動作について説明する。なお、Short TA、Short RAの値として送信アドレスに対応するAID, 受信アドレスに対応するAIDをそれぞれ用いた場合について説明するが、Short TA、Short RAの値として図32のAddressingの値を用いる場合も同様である。
通信装置(STA)は、受信したShort RAフィールドの値と、通信装置(STA)とを比較し、不一致の場合にはsSSWフレームは通信装置(STA)宛てでは無いと判断し、sSSWフレームを破棄する。
通信装置(STA)は、受信したShort TAフィールドの値が、BSSのAIDのリストに含まれるかどうかを照合し、含まれない場合、同一BSS内のSTAから送信されたsSSWフレームではないと判断し、sSSWフレームを破棄しても良い。なお、BSSのAIDのリストとは、BSS内ですでに使用されているAID(つまり、いずれか1つのアソシエーションされたSTAに付与されているAID)のリストである。BSSのAIDのリストに関する情報は、APから、ビーコンもしくはアナウンスフレームを用いてBSS内のSTAに通知される。
通信装置(STA)は、受信したShort Scrambled BSSIDフィールドの値と、通信装置(STA)が属するBSSのBSSIDから算出されたShort Scrambled BSSIDの値とを比較し、不一致の場合には、同一BSS内のSTAから送信されたsSSWフレームではないと判断し、sSSWフレームを破棄しても良い。
通信装置(STA)は、以上のようにShort RAフィールドおよびShort TAフィールドおよびShort Scrambled BSSIDフィールドの照合をそれぞれ行い、sSSWフレームを破棄しなかった場合、sSSWフレームに対する応答としてRSSを行う。なお、Short TAフィールドの照合は省略しても良い。
通信装置(AP)は、ISSにおいて図87のsSSWフレームを送信した後、通信装置(STA)からのRSSとしてのsSSWフレームを受信する。RSSとしてのsSSWフレームが正常に受信されない場合、通信装置(AP)は、図88AのステップS20(または図88BのステップS23、図88CのステップS24)においてシードの値を変更してShort Scrambled BSSIDの値を算出し、再度ISSとしてのsSSWフレームを送信しても良い。
RSSとしてのsSSWフレームが正常に受信されない場合とは、例えば、Short RAの値とShort Scrambled BSSIDの値がいずれも競合し、複数のSTAが同時にsSSWフレームを送信したために、パケットが衝突し、通信装置(AP)の受信データにおいてHCSエラーやFCSエラー(CRCエラー)が検出される。
また、例えば、Short RAの値とShort Scrambled BSSIDの値がいずれも競合し、複数のSTAが同一のRSS期間にsSSWフレームを送信したために、CDOWN値の異常や一貫しないShort SSW Feedbackの値が検出され、各sSSWフレームの送信元となるSTAが判別されない。
ここで、RSSにおけるsSSWフレームが正常に受信されない場合に、通信装置(AP)は、シードの値を変更してShort Scrambled BSSIDの値を算出し、再度ISSとしてのsSSWフレームを送信するため、Short Scrambled BSSIDの値が再度競合する確率を低減することができ、RSSにおけるsSSWフレームを正常に受信する確率を高めることができる。
つまり、図5のフレームフォーマットは、Addressingの算出においてスクランブルを適用したが、図87のフレームフォーマットは、Addressigフィールドとは別に、Short Scrambled BSSIDフィールドを含み、Short Scrambled BSSIDフィールドの算出においてスクランブルを適用する。このため、図5および図87のフレームフォーマットは、いずれも、シードの値を変更することにより競合が発生する確率を低減することができる。また、図5および図87のフレームフォーマットは、いずれも、RSSとしてのsSSWフレームが正常に受信されない場合に、シードの値を変更してISSを行うことにより、継続的な競合を避けることができ、SLSが成功する確率を高めることができる。
なお、通信装置(AP)がRSSとしてのsSSWフレームを受信し(つまり、Directionフィールドの値が1である)、受信したShort RAおよびShort TAの値と、通信装置(AP)がISSとして送信したsSSWフレームのShort TAおよびShort RAの値と、が一致した場合、SSW-Feedbackによる応答を行う。不一致の場合、通信装置(AP)は、受信したsSSWフレームを破棄する。つまり、ISSとして送信したsSSWフレームのTAとRAとは、RSSとして受信したsSSWフレームのTAとRAと同じであることを利用し、Addressingの照合を行う。
RSSの場合、ISSとは異なり、期待するShort TAの値が特定できているため、Addressingの値の照合を行うことにより、低い競合の確率を実現できる。つまり、ISSのとき、Short Scrambled BSSIDフィールドをsSSWフレームに含めることで、低い競合の確率を実現し、SLSが成功する確率を高めることができる。
実施の形態26では、通信装置100は、BSSIDの値をスクランブルし、ハッシュ関数を適用して算出したShort Scrambled BSSIDをsSSWフレームに含めて送信するため、RSSにおいてsSSWフレームを正常に受信する確率を高めることができ、SLSが成功する確率を高めることができる。
(実施の形態27)
[通信装置の送信動作]
図89に、実施の形態27に係るsSSWフレームの構成を示す。図89のsSSWフレームは、図5のsSSWと比べ、Addressingフィールドは8ビットのShort RAフィールドと8ビットのShort TAフィールドに分割されている。また、Reservedフィールドは、sSSW Controlフィールドに置き換えられる。
以下、通信装置(AP)がsSSWフレームを送信し、通信装置(STA)がsSSWフレームを受信する場合について説明するが、通信装置(STA)がsSSWフレームを送信し、通信装置(AP)がsSSWフレームを受信する場合、および通信装置(STA)がsSSWフレームを送信し、通信装置(STA)がsSSWを受信する場合も同様である。
図89のsSSWフレームにおいて、通信装置(AP)は、図32と同様に、RAとTAに対してスクランブルとCRCを適用して算出したRA用とTA用の別個のAddressingの値(Addressing-RA, Addressing-TA)をShort RAフィールド、Short TAフィールドの値として用いてもよい。
また、図89のsSSWフレームにおいて、通信装置(AP)は、Short RA及びShort TAの値として、STAのAIDの値を用いても良い。
また、図89のsSSWフレームにおいて、通信装置(AP)または通信装置(STA)は、sSSWフレームを送信し、送信先がAPではないSTAの場合、Short RAの値として送信先のSTAのAIDを用いても良い。また、sSSWフレームの送信先がAPである場合、図32と同様に、RA(つまり送信先のAPのMACアドレス)に対してスクランブルとCRCを適用して算出したAddressingの値を用いても良い。つまり、宛先がAPであるかSTAであるかに応じ、異なる算出方法を用いてShort RAを算出しても良い。
また、通信装置(AP)がsSSWフレームを送信するとき、Short TAの値として図32と同様に、TA(つまり送信元のAPのMACアドレス)に対してスクランブルとCRCを適用して算出したAddressingの値を用いても良く、また、通信装置(STA)がsSSWフレームを送信するとき、Short TAの値として送信元のSTAのAIDを用いても良い。なお、通信装置(AP)が算出したAddressingの値が255と等しい場合には、別のSeedを用いたAddressingの値を用いてもよい。なぜなら、AIDが255と等しいときはブロードキャストを意味するため、通信装置(STA)が受信したフレームが、AP宛のsSSWフレームであるか、ブロードキャストのsSSWフレームであるか、通信装置(STA)が判別できるようにするためである。
また、図89のsSSWフレームにおいて、通信装置(AP)は、TA(つまりAPのMACアドレス)に対してスクランブルとCRCを適用して算出したAddressingの値を用いる代わりに、算出した乱数を用いても良い。図90に、Seedと乱数と関係の一例を示す。通信装置(AP)は、Seed毎にAddressingの値を、乱数を用いて、定めてもよい。通信装置(AP)は、Seed毎に定めたAddressingの値をビーコンフレームまたはアナウンスフレーム等に含めて送信しても良い。なお、通信装置(AP)は、255を除く値(つまり0~254)の中から乱数を用いてAddressingの値を決定するようにしても良い。これは、ブロードキャストフレームと判別を容易にするためである。
また、通信装置(AP)が図90のAPのAddressingの値を決定し、通信装置(STA)が通信装置(AP)に対してアソシエーション要求を行ったとき、通信装置(AP)は、通信装置(STA)に対して、図90のAPのAddressingの表に含まれない値を乱数により選択して、通信装置(STA)のAIDとして決定しても良い。これにより、通信装置(STA)は、受信した図90のsSSWフレームのShort TA及びShort RAが、それぞれ、APのアドレスであるか、STAのアドレスであるかを容易に判別することができる。
図91を用いて、STA4200とSTA4300が図89のsSSWフレームを用いてSLSを行う手順を説明する。なお、STA4200とSTA4300はAP4100とアソシエーションしている。BSS4000は、AP4100が管理するBSSである。また、BSS4000とは別に、AP5100が管理するBSS5000が存在し、STA5200とSTA5300はAP5100にアソシエーションしている。AP4100、STA4200、STA4300のAIDはそれぞれ0、1、2である。また、AP5100、STA5200、STA5300のAIDはそれぞれ0、1、2である。
図91のステップS401a, ステップS402aからステップS405aは、図61のステップS401からステップS405とそれぞれ同じ動作であるが、TA, RAが異なる。図61はAP1000とSTA2000との間のSLSの手順を示したが、図91はSTA4200とSTA4300のSLSを示すため、RA, TAはAP1000とSTA2000の代わりにAP4100とSTA4300である。
ステップS406では、STA4200は、ADDTS(add traffic stream)リクエストフレームをAP4100に対して送信し、SP(service period)の割り当てを要求する。なお、ADDTSフレームには、DMG TSPEC(Drectional Multi-Gigabit Traffic Specification)エレメントを含んでもよく、DMG TSPECエレメントは、SPの割り当てに関する詳細情報を含んでも良い。DMG TSPECエレメントは、例えば、Destination AIDフィールド(つまりSTA4300のAID)、Source AIDフィールド(つまりSTA4200のAID)、及びSPにてShort SSWを用いたSLSを行うことを示す情報を含むBF Controlフィールド等を含んでも良い。
ステップS401aにおいて、AP4100は、STA4200とSTA4300がSLSを行うためのSPを割り当てるスケジューリングを行い、DMG Beaconフレームもしくはアナウンスフレームに割り当てたSPの情報を含めて送信する。
ステップS402aにおいて、STA4200は、ステップS401aにおいてスケジュールを通知されたSP期間を利用して、ISSを行う。ステップS402aにてSTA4200が送信するsSSWフレームのShort RAはSTA4300のAID、Short TAはSTA4200のAIDとしても良い。また、ステップS402aにてSTA4200が送信するsSSWフレームのsSSW Controlフィールドは、1に設定される。なお、ステップS402aはISSであるから、STA4200は、sSSWフレームのsSSW ControlフィールドをAnnouncedフィールドとして用いる。
つまり、ステップS402aにおいて、STA4200は、SPを利用してsSSWフレームを送信することを示すため、sSSWフレームのAccouncedフィールドを1に設定する。
ステップS402aにおいて、STA4300は、sSSWフレームを受信する。STA4300が受信したsSSWフレームのShort RAの値は3であるから、STA4300のAIDと一致する。また、sSSWフレームのAnnouncedフィールドが1に設定されており、かつ、STA4300は、ステップS401aにて割り当てられたSPを利用することができるため(つまり、SPのDestination AIDはSTA4300のAIDである)、STA4300は、受信したsSSWフレームはSTA4300宛てであると判断し、SLSの処理を行う。
ステップS402aにおいて、BSS5000のSTA5300は、BSS4000のSTA4200からのsSSWフレームを受信する。STA5300が受信したsSSWフレームのShort RAの値は3であるから、STA5300のAIDと一致する。しかし、sSSWフレームのAnnouncedフィールドが1に設定されている一方、STA5300は、SPのスケジュールが与えられていないため、受信したsSSWフレームはSTA5300宛てでは無いと判断し、sSSWフレームを破棄する。
図92は、通信装置(STA2000)がsSSWフレームを受信したときの処理を示すフローチャートである。なお、図89に示すsSSWフレームのフォーマットを用い、また、A-BFTを利用する場合には、図84に示すsSSWフレームのフォーマットに従い、CDOWNフィールドとShort SSW Feedbackフィールドの内容を切り替える。
ステップS2001において、通信装置(STA2000)は、sSSWフレームのShort RAの値が、通信装置(STA2000)のAIDに一致するかどうかを判定し、不一致の場合、sSSWフレームを破棄する(ステップS2013)。
ステップS2002において、通信装置(STA2000)は、Directionフィールドの値を参照し、ISSかRSSかを判定する。
ISSの場合、ステップS2003において、通信装置(STA2000)は、Announcedフィールドの値を参照し、値が1であれば、SLSはSPにてスケジュールされていると判定し、ステップS2006の処理へ移る。Announcedフィールドの値が0であれば、通信装置(STA2000)は、SLSはSPにてスケジュールされていないと判断する。
ステップS2004では、通信装置(STA2000)は、まず、受信したSeedの値に対応するAPのAddressingの値を決定する。例えば、通信装置(STA2000)は、図32に従い、Addressing-TAの値を算出する。また、例えば、通信装置(STA2000)は、図90に示すテーブルを用いてSeedに対応するAPのAddressingの値を決定する。図90のAddressingの値は一例であり、実際の値は、ビーコンフレームやアナウンスフレームを通じて通信装置(AP)から通知された値を用いても良い。
通信装置(STA2000)は、次に、決定したAPのAddressingの値と、受信したShort TAの値とを照合し、一致した場合、受信したsSSWフレームはAPから送信され、通信装置(STA2000)宛てのフレームであると判定し、sSSWフレームの処理を行う(ステップS2010)。一致しない場合には、通信装置(STA2000)は、ステップS2005の処理を行う。
ステップS2005では、通信装置(STA2000)は、受信したShort TAの値が、現在アソシエーションしているSTAのAIDのリストに含まれるかどうかを判定する。現在アソシエーションしているSTAのAIDのリストとは、言い換えると、通信装置(STA2000)と同じBSSに属しているSTAのAIDのリストである。通信装置(STA2000)は、受信したShort TAの値が上記リストに含まれないとき、受信したsSSWフレームは同一BSS内のSTAから送信されたフレームでは無いと判定し、破棄する(ステップS2013)。一方、通信装置(STA2000)は、受信したShort TAの値が上記リストに含まれるとき、同一BSS内のSTAから送信された可能性が高いと判断し、受信したsSSWフレームは通信装置(STA2000)宛てであると判定する(ステップS2011)。
ステップS2006では、通信装置(STA2000)は、受信したsSSWフレームのShort TAとShort RAの値がそれぞれ、現在スケジュールされているSPのSource AIDとDestination AIDに一致するかどうかを判定する。一致しないとき、通信装置(STA2000)は、受信したsSSWフレームは同一BSS内のSTAから送信されたフレームでは無いと判断し、sSSWフレームを破棄する(ステップS2013)。一致するとき、通信装置(STA2000)は、受信したsSSWフレームは通信装置(STA2000)宛てであると判定する(ステップS2011)。
なお、ステップS2006では、通信装置(STA2000)は、現在スケジュールされているSPのSource AIDまたはDestination AIDのいずれかに、STA2000のAIDが含まれる場合に「一致している」と判断し、Short TAとSource AIDの照合、及びShort RAとDestination AIDの照合を省略してもよい。この場合、通信装置(STA2000)は、図92とは異なるが、ステップS2006においてYesの場合は、ステップS2005へ進んでも良い。これにより、Short TAの確認をステップS2005において、簡易に行うことができる。
ステップS2007では、通信装置(STA2000)は、受信したsSSWフレームのA-BFT TXフィールドの値を参照し、0である場合、ステップS2008の判定処理を行う。受信したsSSWフレームのA-BFT TXフィールドの値が1の場合には、通信装置(STA2000)は、A-BFTにおいてsSSWの受信を行わないため、つまり、A-BFTにおいてsSSWの受信を行うのはAPであるため、受信したsSSWフレームを破棄する(ステップS2013)。
ステップS2008において、通信装置(STA2000)は、受信したsSSWフレームのShort TAの値が、現在実行中のSLSの通信相手のAddressing(通信相手がAPである場合)またはAID(通信相手がSTAである場合)と一致するかどうかを判定する。言い換えると、通信装置(STA2000)がInitiatorではない場合、ステップS2008の判定結果はNoである。
また、通信装置(STA2000)がInitiatorであるとき、通信装置(STA2000)は、受信したsSSWフレームのShort TAがResponderのAddressingまたはAIDと一致するかどうかを判定する。一致した場合には、通信装置(STA2000)は、受信したsSSWフレームは通信装置(STA2000)が送信したISSへの応答、つまり、ResponderからのRSSであると判定し、sSSWフレームの処理を行う(ステップS2012)。ステップS2008の判定結果がNo(不一致)であれば、通信装置(STA2000)は、受信したsSSWフレームを破棄する(ステップS2013)。
図93は、通信装置(AP1000)がsSSWフレームを受信したときの処理を示すフローチャートである。
ステップS3001において、通信装置(AP1000)は、受信したsSSWフレームのSeedの値に対応するAddressingの値を算出する。次に、通信装置(AP1000)は、算出したAddressingの値と受信したsSSWフレームのShort RAフィールドの値が一致するかどうかを判定する。一致しない場合、通信装置(AP1000)は、受信したsSSWフレームは通信装置(AP1000)宛てでは無いと判断し、破棄する(ステップS3013)。
ステップS3002において、通信装置(AP1000)は、Directionフィールドの値を参照し、ISSかRSSかを判定する。
ISSの場合、ステップS3003において、通信装置(AP1000)は、Announcedフィールドの値を参照し、値が1であれば、SLSはSPにてスケジュールされていると判定し、ステップS3008の処理へ移る。Announcedフィールドの値が0であれば、通信装置(AP1000)は、SLSはSPにてスケジュールされていないと判断する。
ステップS3004では、通信装置(AP1000)は、受信したShort TAの値が、現在アソシエーションしているSTAのAIDのリストに含まれるかどうかを判定し、リストに含まれないとき、受信したsSSWフレームは同一BSS内のSTAから送信されたフレームでは無いと判定し、破棄する(ステップS3013)。一方、通信装置(AP1000)は、受信したShort TAの値が上記リストに含まれるとき、同一BSS内のSTAから送信された可能性が高いと判断し、受信したsSSWフレームは通信装置(AP1000)宛てであると判定する(ステップS3010)。
ステップS3005では、通信装置(AP1000)は、受信したsSSWフレームのA-BFT TXフィールドの値を参照し、0である場合、DTIと判断し、ステップS3006の判定処理を行う。受信したsSSWフレームのA-BFT TXフィールドの値が1の場合には、通信装置(AP1000)は、A-BFTであると判断し、ステップS3007の判定処理を行う。
ステップS3006では、通信装置(AP1000)は、受信したsSSWフレームのShort TAの値が、現在実行中のSLSの通信相手のSTAのAIDと一致するかどうかを判定する。言い換えると、通信装置(AP1000)がInitiatorではない場合、ステップS3006の判定結果はNoである。
また、通信装置(AP1000)がInitiatorであるとき、通信装置(AP1000)は、受信したsSSWフレームのShort TAがResponderのAIDと一致するかどうかを判定する。Short TAがAIDと一致した場合には、受信したsSSWフレームは通信装置(AP1000)が送信したISSへの応答、つまり、ResponderからのRSSであると判定し、sSSWフレームの処理を行う(ステップS3011)。ステップS3006の判定結果がNo(不一致)であれば、通信装置(AP1000)は、受信したsSSWフレームを破棄する(ステップS3013)。
ステップS3007では、通信装置(AP1000)は、A-BFTにおけるSSW Slot IDおよびFSS Slot IDが、受信したsSSWフレームのSSW Slot IDおよびFSS Slot IDの値と一致するかどうかを判定する。ステップS3007の判定方法は、実施の形態14の変形例(図84、図85A、図85Bを用いて説明した)と同様である。
ステップS3008は、図92のステップS2007と同様である。
図93のステップS3004と、図92のステップS2005は、同様の処理であり、いずれも、BSSに属するSTAの数が増えるにつれてsSSWフレームを正しく破棄する確率は低下していく。しかし、図93のステップS3004と、図92のステップS2005とで、発生するアドレスの誤判定率、つまり、同一BSSではないSTAから送信されたsSSWフレームを、通信装置(AP1000)または、通信装置(STA2000)宛てと判定し、正しく破棄しない確率は、異なる。
図92では、ステップS2005に至る前に行われるステップS2001におけるShort RAのチェックは、AIDに基づいて行われる。また、BSS内で使われているAIDの数は、STAの数に比例する。したがって、他のBSSに属するSTAから送信されたsSSWフレームに対して、ステップS2001の判定で誤ってYesと判定するSTAが存在する確率は、BSS内のSTAの数に比例して増加する。また、アソシエーション後のAIDの変更は困難であるため、誤判定が発生する状況になると、継続的に誤判定が発生するようになり、SLSを継続することが困難である。
一方、図93のステップS3001では、照合を行う対象となるAddressingの値は、APにつき1つであるから、BSS内のSTA数が増加しても誤判定の確率は増加しない。また、誤判定が起こった場合においても、通信装置(STA)はSeedの値を変更してsSSWフレームを再送することができるため、通信装置(AP1000)において継続的に誤判定が起こることを避けることができる。
通信装置(STA2000)は、送信先(RA)および送信元(TA)のいずれもAPではない場合、SPを必須としても良い。言い換えると、RAおよびTAのいずれもAPではないsSSWフレームのAnnouncedフィールドは、1に設定される。この場合の通信装置(STA2000)の受信処理を図94に示す。図94は、図92と異なり、ステップS2005を含まない。つまり、RAおよびTAのいずれもAPではないsSSWフレームを送信する場合にSPを必須としたので、通信装置(STA2000)は、図92においてアドレス誤判定を起こしやすい部分であったステップS2005を省略でき、sSSWフレームを受信したときのアドレス誤判定を起こす確率を低減することができる。
また、RAおよびTAのいずれもAPではないsSSWフレームにおいてアドレスの誤判定が発生した場合には、別の時刻にSPのスケジューリングを行い、再度sSSWフレームの送信を行ってもよい。これにより、継続的にアドレス誤判定が発生する確率を低減することができる。
通信装置(STA2000)は、送信先(RA)および送信元(TA)のいずれか一方がAPである場合、SPを用いずにsSSWフレームを送信しても良い。RAがAPであれば、通信装置(AP1000)は、図93のステップS3001の一致判定を用いてアドレス誤検出の確率を低減することができ、また、TAがAPであれば、通信装置(STA2000)は、図94のステップS2004の一致判定の結果を用いてアドレス誤検出の確率を低減することができる。
また、通信装置(STA)は、BSS内のいずれの端末(APおよびSTA)とも有効な無線リンクが無い、つまり、図91のステップS406においてADDTS Requestを送信することが困難である場合、APに対して、SPを用いずに、つまり、図91のステップS406とS401aを省略し、ステップS402aでAnnouncedフィールドを0に設定して、sSSWフレームを送信してもよい。通信装置(STA)は、sSSWフレームを用いたSLSをAPに対して行った結果、有効な無線リンクを確立し、ADDTS RequestフレームをAPに対して送信できるようになるので、AP以外のSTAに対してSPを利用したSLSを行うことができる。
なお、通信装置(STA)は、APではないSTA宛にsSSWフレームを送信する場合には、SPを必須としても良い。
(sSSWフレームを送信するSPを設定する別の方法)
図95は、sSSWフレームを送信するSPを設定するための、図91とは異なる別の方法を示す。図95では、図91と同じ処理には同一の番号を付与し、説明を省略する。
ステップS407において、STA4200は、sSSWフレームを用いたSLSを行うためのSPを要求するため、AP4100に対し、SPR(Service Period Request)フレームを送信する。
ステップS408において、AP4100は、STA4300(Responder)に対して、Grantフレームを送信し、sSSWフレームを用いたSLSがスケジューリングされることを通知する。
ステップS409において、STA4300は、Grantフレームを正常に受信したこと、および、sSSWフレームの受信が可能であることを通知するため、AP4100に対して、Grant ACKを送信してもよい。
ステップS410において、AP4100は、STA4200(Initiator)に対して、Grantフレームを送信し、sSSWフレームを用いたSLSがスケジューリングされることを通知する。
ステップS411において、STA4200は、Grantフレームを正常に受信したこと、および、sSSWフレームの受信が可能であることを通知するため、AP4100に対して、Grant ACKを送信してもよい。
ステップS408とステップS410の順序は逆にしてもよいが、図95に記載の順序とすることで、STA4200(Initiator)は、ステップS411にてGrant ACKを送信した直後にステップS402aのsSSWフレームの送信を開始することができる。
ステップS402a以降の処理は図91と同様である。ステップS402a(ISS)において、STA4200はSPを利用してAnnouncedフィールドを1に設定したsSSWフレームを送信するので、STA4200とは別のBSSに属するSTA(例えばBSS5000のSTA5300)は、Short TA, Short RAの値が一致した場合にもsSSWフレームを破棄することができる。
実施の形態27では、通信装置100は、APではないSTAを表すShort TAおよびShort RAの値としてAIDを用い、APを表すShort TAおよびShort RAの値としてSeedの値に対応するAddressingの値を用いるようにしたので、通信装置(AP)がsSSWフレームを受信したときのアドレスの誤判定率を低減することができる。
実施の形態27では、通信装置100は、RAおよびTAのいずれもAPではないsSSWフレームを送信する場合に、Announcedフィールドを1に設定し、SPを用いて送信するようにしたので、通信装置(STA)がsSSWフレームを受信したときのアドレスの誤判定率を低減することができる。
(実施の形態28)
図96は、実施の形態28に係るsSSWフレームの構成を示す。図96のsSSWフレームは、図87のsSSWフレームのReservedフィールドを、sSSW Controlフィールドに置き換えたフレームである。Directionの値が1のとき、sSSW Controlフィールドは、A-BFT TXフィールドである(図89と同様)。また、Directionの値が0のとき、sSSW Controlフィールドは、unassociatedフィールドである。また、A-BFT TXフィールドが1のとき、CDOWNフィールドは、図84と同様に、4つのフィールドとして、SSW Slot IDフィールド、FSS Slot IDフィールド、A-BFT Associatedフィールド(図84ではAssociatedフィールド)、Reservedフィールドに置き換えられる。
図97は、AP1000とSTA2000がSLSを用いた初期接続を行う手順の一例を示す図である。つまり、STA2000はAP1000に対してアソシエーションしていない。図97は、図29及び図52、図68と同様に、STA2000がNext A-BFTフィールドの値が0であるDMG Beaconフレームを受信した場合を示している。なお、同じ動作については、説明を省略する。
ステップS102cでは、STA2000は、図96のsSSWフレームを複数送信して、RSSを行う。このとき、Directionフィールドの値は1、A-BFT TX(sSSW Control)フィールドの値は1である。また、STA2000は、SSW Slot IDフィールド、FSS Slot IDフィールドには、送信時点のSSW Slot ID、FSS Slot IDの値をそれぞれ設定する。また、STA2000がAP1000とアソシエーションしていないことを表すため、STA2000は、A-BFT Associatedフィールドには0を設定する。
STA2000は、Short RAフィールドには、AP1000を表す値を設定する。例えば、APを表すAIDの値である0を用いても良い。また、Seedの値に応じたAP1000のAddressingの値を用いても良い。STA2000は、Short TAフィールドの値は、ランダムに選択した値(random)を設定する。
ステップS103cでは、AP1000は、STA2000に対し、SSW-Feedbackフレームを送信する。SSW-Feedbackフレームのフォーマットは、図31と同様である。但し、Copy of Addressingフィールドには、ステップS102cでSTA2000が送信したShort TAフィールドの値を含める。これにより、STA2000は、SSW-Feedbackフレームを受信したとき、Copy of Addressingフィールドに含まれるShort TAの値が、ステップS102cにてSTA2000が送信したShort TAの値と一致するかどうかを照合する。STA2000は、2つのShort TAの値が一致する場合、受信したSSW-FeedbackフレームがSTA2000宛てであると判別する。
ステップS103cの時点で、AP1000は、STA2000のMACアドレスを知らない。ステップS104cにおいて、STA2000は、SSW-Feedbackフィールドを含むSSW-Feedbackフレーム、もしくはSSW-Feedbackフィールドを含むMACフレームを送信する。なお、MACフレームは、例えば、SSWフレーム、SSW-ACKフレーム等を含んでもよいし、Probe requestフレーム等を拡張し、SSW-Feedbackフィールドを含んでもよい。このとき、送信するフレームに、ステップS102cで送信したShort TAの値(random)を含めても良い。
ステップS104cにおいて、AP1000は、SSW-Feedbackフレームを受信する。SSW-Feedbackフレームは、STA2000のMACアドレスと、STA2000が選択したAP1000の最良セクタ番号(ステップS101において、ISSを行い決定した値)の情報とを含む。
AP1000は、SSW-Feedbackフレームを受信することにより、STA2000宛てのパケットを送信するために使用するセクタ番号を決定する。
ステップS105cにおいて、AP1000は、SSW-ACKフレームを送信する。SSW-ACKフレームは、SSW-Feedbackの受信確認として用いられる。AP1000は、ステップS104cで受信したShort TAの値(random)と、ステップS102cで受信したShort TAの値(random)を照合し、2つのShort TAの値が一致する場合には、ステップS102c(RSS)で得られたSTA2000の最良セクタ番号をSSW-ACKフレームに含めて送信しても良い。
図98は、STA2000がSSW-Feedbackを送信する代わりに、SSW-ACKを送信する場合の手順の他の例を示す。ステップS101、ステップS102c、ステップS103cは、図97と同一の手順であるため、説明は省略する。
ステップS104c2において、STA2000は、SSW-ACKフレームを送信する。SSW-ACKフレームには、STA2000のMACアドレスと、STA2000が選択したAP1000の最良セクタ番号(ステップS101において、ISSを行い決定した値)の情報を含む。
AP1000は、SSW-ACKフレームを受信することにより、STA2000宛てのパケットを送信するために使用するセクタ番号を決定する。
以上より、実施の形態28では、通信装置100は、A-BFTにおいてsSSWフレームのShort TAフィールドにランダムに選択した値を設定して送信するため、通信装置100がAPにアソシエーションしていない場合おいてもSSW-Feedbackフレームの宛先を判別することができ、SLSに要する時間を短縮することができる。
また、実施の形態28では、通信装置100は、A-BFTにてsSSWフレームを利用した場合に、DTIにおいてSSW-Feedbackフィールドを含むMACフレームを送信するため、ISSの結果をAPに通知することができる。これにより、通信装置100は、SLSに要する時間を短縮することができる。
(実施の形態27の変形例)
通信装置100が、図87のShort RAフィールド、及びShort TAフィールドの値を算出する別の方法について説明する。
(第一の方法)
第一の方法では、通信装置100は、式(26)と式(27)を用いてShort RAフィールド、及びShort TAフィールドの値をそれぞれ算出する。
Short RA = (RA AID) xor BSS_color (26)
Short TA = (TA AID) xor BSS_color (27)
RA AIDは、sSSWフレームを受信するSTAのAID、TA AIDは、sSSWフレームを受信するSTAのAIDである。また、BSS_colorは、STAがBSSを判別するために用いられる8ビットの値であり、APが定め、STAに対しビーコンフレーム又はアナウンスフレームを用いてBSS内のSTAへ通知される。
式(26)及び式(27)のように、AIDの値とBSS_colorとのXOR(排他的論理和)により算出された値を、Scrambled AIDと呼ぶ。
AIDの値は、同一BSS内、つまり、1つのBSS内におけるSTA間の重複が無いため、Scrambled AIDも、同一BSS内におけるSTA間の重複が無い。つまり、通信装置100は、式(26)及び式(27)を用いてShort RAフィールド及びShort TAフィールドの値を算出するため、同一BSS内でのアドレス競合を回避することができる。
ここで、通信装置(AP)は、APのAIDを0、初めにアソシエートしたSTAのAIDを1、次にアソシエートしたSTAのAIDを2、というように一定の順序や規則に従いAIDの値を定めても良い。なお、複数のBSSにおいてアドレス競合を判断した場合、一定の順序や規則に従ったAIDでは、同一のAIDを持つAP及びSTAが存在する可能性が高い。したがって、通信装置(AP)がAIDの値をShort RAフィールド及びShort TAフィールドの値として用いることによって、アドレス競合が発生する確率が高まる。
一方、通信装置(AP)が、式(26)及び式(27)を用いてAIDとBSS colorの値のXORを算出した場合、BSS_colorの値はBSS間で異なっている可能性が高いため、通信装置(AP)は、Short RA及びShort TAにおいてアドレス競合が発生する確率を低減できる。
BSS colorがBSSにおいて固定である場合、つまり、通信装置(AP)が一旦定めたBSS colorを変更しない場合、Short RA及びShort TAにおいてアドレス競合が発生する通信装置(STA)では、AIDが変更されない限り(例えば、一度アソシエーションを解除し、改めてアソシエーションを行う)、アドレス競合が発生する。この状況を、「継続的にアドレス競合が発生する」という。
通信装置(AP)は、図99Aに示すDMG Beaconフレームを用いて、BSS colorの値を通信装置(STA)に対して通知しても良い。図99AのDMG Beaconフレームは、DMG Beacon frame bodyに、BSS colorエレメントを含む。BSS colorエレメントは、Element IDフィールド、Lengthフィールド、Element ID Extensionフィールド、BSS colorフィールド、BSS color expiryフィールドを含んでもよい。
Element IDフィールドは、エレメントがBSS color elementであることを示すIDを含む。BSS color elementは、11ad規格に定められていないため、BSS color elementのIDは、11ad規格で使用されているElement IDと重複しないIDである。
Lengthフィールドは、BSS colorエレメントのデータ長である。
Element ID Extensionフィールドは、Element ID Extensionフィールドの値に応じてBSS colorエレメントのフォーマットを変更する場合に用いる。
BSS colorフィールドは、BSS colorの値を含む。
BSS color expiryフィールドは、BSS colorの有効期間を含む。例えば、BSS color expiryフィールドの値が3であれば、今後3BI(Beacon Interval)にわたって、通信装置(AP)は、BSS colorフィールドが指定するBSS colorの値を使用する。BSS color expiryフィールドが示す有効期間が満了した後、通信装置(AP)は、BSS colorのデフォルト値(例えば、0)を使用する。
通信装置(AP)は、例えば図88FのBI IDと同様に、BI(Beacon Interval)毎に異なるBSS colorの値を定め(つまり、図88FのBI IDはBSS colorと同等である)、図99AのDMG BeaconフレームのBSS colorエレメントのBSS colorフィールドに含めることによって、BI毎にBSS colorの値を更新でき、Short RA及びShort TAにおいてアドレス競合が継続的に発生する確率を低減できる。
つまり、通信装置(AP)は、BSS color expiryフィールドの値を1に設定して、BI毎にBSS colorの値を更新しても良い。また、通信装置(AP)は、BSS colorの有効期間内であっても、新たなBSS colorの値を通知し、BSS colorの値を変更しても良い。また、通信装置(AP)は、BSS color expiryフィールドを省略してBSS colorの値を通知し、通知したBSS colorの値が期限無く(つまり、別のBSS colorの値を通知するまで)有効であるとしても良い。
BSS color expiryフィールドが示す有効期間が満了した後、通信装置(AP)は、通信装置(STA)に対し、BSS内におけるsSSWフレームの使用を禁止しても良い。つまり、通信装置(STA)は、BSS colorのデフォルト値を使用しない。通信装置(STA)は、通信装置(AP)に対し、BSS colorの値を配布する要求を行うフレームを送信しても良い。
また、通信装置(AP)は、1つのDMG Beaconフレームに複数のBSS colorを含めて送信しても良い。これにより、通信装置(AP)は、BSS colorエレメントを送信する頻度を減らすことができ、DMG Beaconフレームを短縮することができる。この場合、通信装置(AP)は、DMG color expiryフィールドの値を、BSS color毎に適用する。つまり、各BSS colorが、DMG color expiryフィールドに示される有効期間を持つ。
例えば、1つのDMG Beaconフレームに8個のBSS colorの値を含み、DMG color Expiryフィールドの値が3である場合、通信装置(STA)は、初めの3BIでは第1のBSS colorを使用し、次の3BIでは第2のBSS colorを使用することができる。つまり、通信装置(AP)は、1つのDMG Beaconフレームを用いて24(8×3)のBI分のBSS colorを指定することができる。
また、通信装置(AP)が、1つのDMG Beaconフレームに複数のBSS colorを含めて送信する場合、DMG color expiryフィールドをDMG color periodフィールドと呼んでもよい。なお、DMG color periodフィールドの値が1である場合、DMG color periodフィールドを省略してもよい。DMG color periodフィールドが省略される場合、通信装置(STA)は、複数のBSS colorを1BI毎に変更して用いる。
また、通信装置(STA)は、1つのDMG Beaconフレームに含まれる複数のBSS colorの全てを適用した場合、BSS colorの有効期間が満了したと判断してもよく、1つのDMG Beaconフレームに含まれる全てのBSS colorを順に繰り返し適用し、BSS colorの有効期間が無期限であると判断しても良い。通信装置(AP)は、BSS colorを順に繰り返し適用するかどうかを指示するフィールドを、例えば、BSS colorエレメントに追加して送信しても良い。
また、通信装置(AP)は、図99Bに示すDMG Beaconフレームを用いて、BSS colorの値を通信装置(STA)に対して通知しても良い。図99BのDMG Beaconフレームは、DMG Beacon frame bodyに、EDMG BSS Parameter Changeエレメントを含む。EDMG BSS Parameter Changeエレメントは、Element IDフィールド、Lengthフィールド、Element ID Extensionフィールド、Change Type Bitmapフィールド、BSS colorフィールドを含んでもよい。図99Bにおいて、図99Aと同じフィールドは機能が同一であるから、説明を省略する。
図99Bにおいて、Change Type Bitmapフィールドは、Change BSS colorフィールド及びReservedフィールドを含む。Change BSS colorフィールドの値が1である場合、通信装置(AP)は、BSS colorフィールドの値によって、BSS colorを変更する。Change BSS colorフィールドの値が0のとき、通信装置(AP)は、BSS colorフィールドの値を変更しない。
また、通信装置(AP)は、図100に示すDMG Beaconフレームを用いて、BSS colorの値を通信装置(STA)に対して通知しても良い。図100のDMG Beaconフレームは、DMG Beacon frame bodyに、DMG Capabilitiesエレメントを含む。DMG Capabilitiesエレメントは、Element IDフィールド、Lengthフィールド、Element ID Extensionフィールド、STA Addressフィールド、AIDフィールド及び11ad規格に定められるその他のフィールドを含む。図100において、図99A、図99Bと同じフィールドは機能が同一であるから、説明を省略する。
STA Addressフィールドは、通信装置(AP)のMACアドレスを含む。AIDフィールドは、通信装置(AP)のShort RAに対応する値を含む。ここで、通信装置(AP)のAID(RA AID)は0であるから、式(26)を用いると、通信装置(AP)のShort RAはBSS colorと等しいことが導ける。つまり、AIDフィールドは、実質的にBSS colorの値を含む。
なお、図100において、通信装置(AP)は、STA Addressフィールド又はAIDフィールドのいずれかを省略して送信しても良い。図100のDMG Beaconフレームを受信した通信装置(STA)は、Lengthフィールドの値を参照して、いずれのフィールドが省略されたかを判別しても良い。また、通信装置(AP)は、いずれのフィールドを省略したかを示すフィールドを、例えば、DMG Capabilitiesエレメントに追加しても良い。
なお、図100において、通信装置(AP)は、AID(実質的にBSS colorと等しい)の値を11ad規格に規定されるDMG Capabilitiesエレメントに含めて送信するとしたが、11ay規格専用のエレメントを新たに規定して、AIDフィールドまたはBSS colorフィールドを含めても良い。例えば、通信装置(AP)は、DMG Beacon frame bodyに新たに規定されたEDMG(Enhanced DMG) Capabilities element(図示無)にAIDフィールドを含めて送信しても良い。
(第二の方法)
第二の方法では、通信装置100は、式(28)と式(29)を用いてShort RAフィールド、及びShort TAフィールドの値をそれぞれ算出する。
Short RA = ((RA AID) + BSS_color) mod 256 (28)
Short TA = ((TA AID) + BSS_color) mod 256 (29)
第二の方法では、第一の方法と比べ、通信装置100は、XORの代わりに加算を用いる。また、通信装置100は、計算結果を8ビットに収め、かつ、RA_AIDとShort_RAの値が1対1対応となるように、mod 256(除数を256とする剰余の計算)を行う。
第二の方法では、第一の方法と同様に、BSS毎に異なるBSS colorを用いるため、通信装置(AP)は、Short RA及びShort TAにおいてアドレス競合が発生する確率を低減できる。また、第二の方法では、第一の方法と同様に、BI毎に更新されるBSS_colorを用いるため、通信装置(AP)は、Short RA及びShort TAにおいてアドレス競合が継続的に発生する確率を低減できる。
(第三の方法)
第三の方法では、通信装置100は、式(30)と式(31)を用いてShort RAフィールド、及びShort TAフィールドの値をそれぞれ算出する。
Short RA = ((RA AID) + BSS_color×Seed) mod 256 (30)
Short TA = ((TA AID) + BSS_color×Seed) mod 256 (31)
通信装置100は、Seedの値として、図87におけるScrambler Initializationフィールドの値を用いてもよい。
また、通信装置100は、Seedの値として、Short Scrambled BSSIDの値の計算に用いるSeedと同じ値(例えば、図88Dを参照)を用いてもよい。
また、通信装置100は、Seedの値として、Short Scrambled BSSIDの値の計算に用いるSeedと異なる値を用いてもよい。例えば、通信装置(AP)は、式(30)と式(31)に用いるSeedの値を、ビーコンフレームを用いて通信装置(STA)に通知しても良い。
第三の方法では、第二の方法と比べ、通信装置100は、BSS_colorの値にSeedの値を乗算する。これにより、通信装置100は、Seedの値に応じてShort RA及びShort TAの値を変化させることができる。つまり、第三の方法では、第二の方法と同様に、通信装置(AP)がBSS colorの値を変更することでShort RA及びShort TAの値を変化させることができる。
さらに、第三の方法では、BSS colorを変更せず、通信装置(STA)がSeedの値を変更してsSSWフレームを送信することによってもShort RA及びShort TAの値を変化させることができる。
以上より、通信装置100は、第三の方法によりShort RA及びShort TAにおいてアドレス競合が継続的に発生する確率を低減できる。
(第四の方法)
第四の方法では、通信装置100は、式(32)と式(33)を用いてShort RAフィールド、及びShort TAフィールドの値をそれぞれ算出する。
Short RA = ((RA AID) + BSS_color) mod 255 (RA_AIDが255以外のとき)
Short RA = 255 (RA_AIDが255のとき) (32)
Short TA = ((TA AID) + BSS_color) mod 255 (TA_AIDが255以外のとき)
Short TA = 255 (TA_AIDが255のとき) (33)
第四の方法では、第二の方法と比べ、通信装置100は、除数を256とする剰余の計算(mod 256)の代わりに除数を255とする剰余の計算(mod 255)を用いる。第四の方法では、ブロードキャストアドレス255はBSS colorの値によらず255であるため、他のBSSに属する通信装置(STA)は、BSS colorの値が未知であってもShort RAがブロードキャストアドレス(全てのビットが1)かどうかを判別できる。
また、ブロードキャストアドレス以外のAIDはBSS colorの値に応じて変化するため、通信装置(AP)は、Short RA及びShort TAにおいて継続的にアドレス競合が発生する確率を低減できる。
(第五の方法)
第五の方法では、通信装置100は、式(34)と式(35)を用いてShort RAフィールド、及びShort TAフィールドの値をそれぞれ算出する。
Short RA = ((RA AID) + BSS_color×Seed) mod 255 (RA_AIDが255以外のとき)
Short RA = 255 (RA_AIDが255のとき) (34)
Short TA = ((TA AID) + BSS_color×Seed) mod 255 (TA_AIDが255以外のとき)
Short TA = 255 (TA_AIDが255のとき) (35)
第五の方法では、第三の方法と比べ、通信装置100は、除数を256とする剰余の計算(mod 256)の代わりに除数を255とする剰余の計算(mod 255)を用いる。第五の方法では、ブロードキャストアドレス255はBSS colorの値によらず255であるため、他のBSSに属する通信装置(STA)は、BSS colorの値が未知であってもShort RAがブロードキャストアドレスかどうかを判別できる。また、ブロードキャストアドレス以外のAIDはBSS colorの値に応じて変化するため、通信装置(AP)は、Short RA及びShort TAにおいて継続的にアドレス競合が発生する確率を低減できる。
(第六の方法)
第六の方法では、第四の方法の変形例として、通信装置100は、式(36)と式(37)を用いてShort RAフィールド、及びShort TAフィールドの値をそれぞれ算出する。
Short RA = 1+((RA AID - 1) + BSS_color) mod 254
(RA_AIDが0,255以外のとき)
Short RA = 0,255 (RA_AIDが0,255のとき) (36)

Short TA = 1+((TA AID - 1) + BSS_color) mod 254
(TA_AIDが0,255以外のとき)
Short TA = 0,255 (TA_AIDが0,255のとき) (37)
第六の方法は、第四の方法と比べ、通信装置100は、除数を255とする剰余の計算(mod 255)の代わりに除数を254とする剰余の計算(mod 254)を用いる。また、通信装置100は、剰余の計算の前にAIDから1を減じ、剰余の計算の後に1を加算する。この計算により、RA_AIDが0,255以外のとき、Short RAは0,255以外となる。
ここで、APのAIDは0であるから、APのShort RA及びShort TAはBSS colorの値によらず0である。従って、第四の方法の効果に加え、第六の方法は、他のBSSに属する通信装置(STA)は、BSS colorの値が未知であってもShort RA及びShort TAがAPのアドレスアドレス(0)かどうかを判別できるという効果を得ることができる。
(第七の方法)
第七の方法では、第五の方法の変形例として、通信装置100は、式(38)と式(39)を用いてShort RAフィールド、及びShort TAフィールドの値をそれぞれ算出する。
Short RA = 1+((RA AID - 1) + BSS_color×Seed) mod 254
(RA_AIDが0,255以外のとき)
Short RA = 0,255 (RA_AIDが0,255のとき) (38)

Short TA = 1+((TA AID - 1) + BSS_color×Seed) mod 254
(TA_AIDが0,255以外のとき)
Short TA = 0,255 (TA_AIDが0,255のとき) (39)
第七の方法は、第五の方法と比べ、通信装置100は、除数を255とする剰余の計算(mod 255)の代わりに除数を254とする剰余の計算(mod 254)を用いる。また、通信装置100は、剰余の計算の前にAIDから1を減じ、剰余の計算の後に1を加算する。この計算により、RA_AIDが0,255以外のとき、Short RAは0,255以外となる。
ここで、APのAIDは0であるから、APのShort RA及びShort TAはBSS colorの値によらず0である。従って、第五の方法の効果に加え、第七の方法は、他のBSSに属する通信装置(STA)は、BSS colorの値が未知であってもShort RA及びShort TAがAPのアドレスアドレス(0)かどうかを判別できるという効果を得ることができる。
なお、第一の方法(式(26)及び式(27))、第二の方法(式(28)及び式(29))、第三の方法(式(30)及び式(31))、第四の方法(式(32)及び式(33))、第五の方法(式(34)及び式(35))、第六の方法(式(36)及び式(37))、第七の方法(式(38)及び式(39))において、通信装置100は、BSS_colorの代わりに図88FのBI IDを用いても良い。ただし、図88Fとは異なり、BI IDは8ビットとして用いる。
また、第一の方法(式(26)及び式(27))、第二の方法(式(28)及び式(29))、第四の方法(式(32)及び式(33))第五の方法(式(34)及び式(35))、第六の方法(式(36)及び式(37))、第七の方法(式(38)及び式(39))において、通信装置100は、BSS_colorの代わりに図87のShort Scrambled BSSIDの上位8ビットを用いても良い。通信装置100は、Seedの値に応じてShort Scrambled BSSIDの値を変化できるので(図88A~図88Dを参照)、アドレス競合が継続的に発生する確率を低減できる。
また、通信装置100は、RA AIDの代わりに、Group IDを受信アドレスとしてShort RAの値を算出し、sSSWに含めても良い。図101は、フレームフォーマットの例である。図101のsSSWフレームは、図87に比べ、Short RAフィールドの代わりにGID shiftedフィールドを持ち、Shorot SSW Feedbackにおいては、Reservedフィールドの代わりにUnicast/Multicastフィールドを持つ。
通信装置(AP)は、宛先(受信アドレス)をGroup IDとする場合、マルチキャスト通信であるから、Unicasst/Multicastフィールドを1に設定する。また、マルチキャスト通信の場合、通信装置(AP)は、GID shiftedフィールドの値を式(40)により算出する。これは、通信装置(AP)は、AIDの代わりにGroup IDに対して第一の方法(式(26))を適用したことと等価である。
GID shifted = (Group ID) xor BSS_color (40)
図102は、Group IDの一例を示す図である。Group ID 0は、予約されており、STAのグループを表すために使用しない。例えば、Group ID 0は、APとしてもよい。Group ID 1は、例えば、4つのSTA(AID 1, 3, 30, 35)のグループを示す。Group ID 2は、例えば、3つのSTA(AID 2, 3, 30)のグループを示し、Group ID 3は、例えば、4つのSTA(AID 10, 11, 12, 13)のグループを示す。Group ID 255は、ブロードキャスト、つまり、BSS内の全ての端末を意味する。
また、図102に示す例では、Group ID 4からGroup ID 254は未割当である。通信装置(STA)が受信したsSSWフレームの受信アドレスが未割当の値(つまり、Group ID 4からGroup ID 254のいずれか)であった場合、通信装置(STA)は、受信したsSSWフレームは通信装置(STA)が属するBSS内で送信されたものではないと判断し、受信したsSSWフレームを破棄する。
なお、通信装置(STA)がブロードキャストを行う場合に、Group ID 255を、APを含むすべてのSTAを表すIDとして定め、Group ID 254を、APを除くすべてのSTAを表すIDとして定めても良い。
通信装置(AP)は、第二の方法(式(28))、第三の方法(式(30))、第四の方法(式(32))、第五の方法(式(34))、第六の方法(式(36))、第七の方法(式(38))において、式(40)と同様に、Group IDの値を用いてGID shiftedの値を算出してもよい。また、通信装置(AP)は、GID shiftedの値の算出において、BSS colorの代わりに8ビットのBI IDまたはShort Scrambled BSSIDの上位8ビットを使用しても良い。
なお、実施の形態27の変形例では、図87のフレームフォーマットについて説明したが、図89、図96のフレームフォーマットにおけるShort RA, Short TAに対して第一の方法、第二の方法、第三の方法、第四の方法、第五の方法、第六の方法、及び、第七の方法のいずれかを適用しても良い。
また、実施の形態27の変形例では、Short SSWフレーム内のShort RA, Short TAに対して第一の方法、第二の方法、第三の方法、第四の方法、第五の方法、第六の方法、及び、第七の方法のいずれかを適用したが、Short SSWフレーム以外の、AIDを送信アドレス又は受信アドレスとして含む任意のフレームに対して第一の方法、第二の方法、第三の方法、第四の方法、第五の方法、第六の方法、及び、第七の方法のいずれかを適用してもよい。
例えば、通信装置(STA)は、受信アドレスのAIDをPHYヘッダに含むデータパケットを受信した場合、PHYヘッダを復号し、PHYヘッダに含まれるAIDと、通信装置(STA)のAIDが一致しない場合、データパケットの復号を中断する、としても良い。これにより、通信装置(STA)は、不要な復号処理を省略でき、消費電力を削減できる。
また、通信装置(AP)は、AIDに対して第一の方法、第二の方法、第三の方法、第四の方法、第五の方法、第六の方法、及び、第七の方法のいずれかを適用したShort RAをデータパケットのPHYヘッダに含めて送信しても良い。通信装置(STA)は、Short RAをPHYヘッダに含むデータパケットを受信した場合、PHYヘッダを復号し、PHYヘッダに含まれるShort RAと、通信装置(STA)のShort RAが一致しない場合、データパケットの復号を中断する、としても良い。
他のBSSの通信装置(別のAP)が送信したデータパケットのShort RAと通信装置(STA)のShort RAが一致する確率は低いため、通信装置(STA)における消費電力を低減することができる。
以上により、通信装置100は、Short RA及びShort TAにおいてアドレス競合が発生する確率を低減できる。
また、通信装置100は、BSS colorの値を変更することにより、全てのAP及びSTAに対応するShort RA及びShort TAの値を変更でき、アドレス競合が継続的に発生する確率を低減できる。
(実施の形態28の変形例)
図103は、実施の形態28の図96とは異なるsSSWフレームのフォーマットを示す図である。図103では、通信装置100は、Directionフィールド、sSSW Controlフィールド、Unicast/Multicastフィールドの値に応じて4通りのsSSWフレームフォーマットから1つを選択して送信する。
図103では、図96と同じ名前を持つフィールドは同じ機能を持つため、説明を省略する。次に、図96に含まれないフィールドについて説明する。
図103において、Directionフィールドが0である場合、Unicast/Multicastフィールドが存在する。
更に、Unicast/Multicastフィールドが0である場合(つまり、format 1)、sSSWフレームは単一の通信装置(APまたはSTA)宛てのフレームであり、Unicast/Multicastフィールドが1である場合(つまり、format 2)、sSSWフレームは複数の通信装置(APまたはSTA)宛てのフレームである。
なお、Unicast/Multicastフィールドが1である場合、Short RAフィールドの値は、ブロードキャストを表す255、または複数の通信装置(STA)を表すグループ番号(Group ID)である。グループ番号と通信装置(STA)との対応は、通信装置(AP)が定め、ビーコンフレームまたはアナウンスフレームにより通信装置(STA)に通知される。
更に、Unicast/Multicastフィールドが1である場合、MU parameterフィールドが存在する。MU parameterフィールドは、Multicast通信のために必要なパラメータを含む。例えば、MU parameterフィールドは、Multicast通信が継続される時間を含む。
図103において、Directionフィールドが1である場合、Short SSW Feedbackフィールドが存在する。
更に、sSSW Controlフィールドが0の場合、Short SSW Feedbackフィールドは、DTI中のRSSを示し(つまり、format 3)、sSSW Controlフィールドが0の場合、Short SSW Feedbackフィールドは、A-BFT中のRSSを示す(つまり、format 4)。
図104を用いて、通信装置100が1つのフレームフォーマットを選択する方法を説明する。図104は、フレームフォーマットと各フィールドとの関係を示す図である。
(format 1)
Directionフィールドの値が0、Unicast/Multicastフィールドの値が0の場合、sSSWフレームは、unicast通信によるISSを意味する。このとき、通信装置100は、sSSWフレームとしてformat 1を選択する。
format 1は、図96における「ISSの場合」と同様である。ただし、format 1はReservedの代わりにUnicast/Multicastフィールドを含む。
format 1において、sSSW Controlフィールドは、Directionフィールドが0であるため、unassociatedフィールドである。つまり、sSSWフレームを送信する通信装置(STA)は、通信装置(AP)とアソシエーションしていない場合、unassociatedフィールドの値を1に設定する。
(format 2)
Directionフィールドの値が0、Unicast/Multicastフィールドの値が1の場合、sSSWフレームは、multicast通信によるISSを意味する。このとき、通信装置100は、sSSWフレームとしてformat 2を選択する。
format 2は、format 1と異なり、MU parameterフィールドを含む。また、Short RAフィールドは、グループアドレス又はブロードキャストアドレスである。
なお、AP以外のSTAがMulticast送信を行うことを禁止して、Short TAフィールドにShort Scrambled BSSIDフィールドの一部(例えば、上位8ビット)を含めても良い。通信装置(STA)は、sSSWフレームを受信した場合、Unicast/Multicastフィールドの値が1であれば、Short TAフィールドには送信アドレス(AID)ではなく、Short Scrambled BSSIDフィールドの一部が含まれると判断する。
(format 3)
Directionフィールドの値が1であるため、sSSW Controlフィールドは、A-BFT TXフィールドである。また、A-BFT TXフィールドの値が0の場合、sSSWフレームは、DTI中のRSSを意味する。このとき、通信装置100は、sSSWフレームとしてformat 3を選択する。
format 3は、図96における「RSSの場合」かつ、A-BFTではない場合と同様である。
(format 4)
Directionフィールドの値が1であるため、sSSW Controlフィールドは、A-BFT TXフィールドである。また、A-BFT TXフィールドの値が1の場合、sSSWフレームは、A-BFT中のRSSを意味する。このとき、通信装置100は、sSSWフレームとしてformat 4を選択する。
format 4は、図84における「A-BFTを利用する場合」の別の形態である。図84と異なり、図103のformat 4は、FSS CDOWNフィールド、Short Scrambled BSSIDフィールド、Short SSW Feedbackフィールドを含む。
Short Scrambled BSSIDフィールドはformat 1のShort Scrambled BSSIDフィールドと同じパラメータを含む。また、Short SSW Feedbackフィールドは、format 3と同じパラメータを含む。ただし、A-BFTにおけるShort SSW Feedbackフィールドの最大値は511であるから、format 3に比べ、Short SSW Feedbackフィールドのビット数を9ビットに削減して用いる。
図103のformat 4のFSS CDOWNフィールドは、図84のFSS Slot IDフィールドと同様の機能を持つ。FSS CDOWNフィールドは、図75AのCDOWNの値のように、SSW Slot中に送信できるsSSWフレームの最大数から1を減じた値(図75Aでは、5)を初期値とする。通信装置100は、sSSWフレームの送信毎に、FSS CDOWNフィールドの値を1ずつ減じ、sSSWフレームを送信する。
(アソシエーション前のSTAに関する動作)
通信装置(STA)が通信装置(AP)とアソシエーションする前、通信装置(STA)のAIDは未定であるが、Short TAフィールド及びShort RAフィールドに設定する値について説明する。なお、ここでは、Short TA及びShort RAフィールドがAIDに基づき算出される場合について述べる。
まず、アソシエーション前の通信装置(STA)が、通信装置(AP)に対してunicastのSLS(つまり、通信装置(AP)のアドレスを指定する)を行う場合について説明する。
この場合、アソシエーション前の通信装置(STA)は、DTIにおいてformat 1のsSSWフレームを送信してもよい。また、アソシエーション前の通信装置(STA)は、A-BFTにおいてformat 4のsSSWフレームを送信してもよい。
通信装置(AP)は、DTIにおけるformat 1のsSSWフレームに対する応答として、format 3のsSSWフレームを使用してRSSを行う。また、通信装置(AP)は、A-BFTにおけるformat 4のsSSWフレームに対する応答として、SSW Feedback(例えば、図50及び図51のフレームフォーマットを用いる)を送信する。
つまり、アソシエーション前の通信装置(STA)がformat 1またはformat 4のsSSWフレームを送信する場合について説明し、通信装置(AP)がformat 3のsSSWフレームをformat 1への応答として送信する場合について説明する。
なお、アソシエーション前の通信装置(STA)がformat 2のsSSWフレームを送信する場合については後述する。
format 1において、unassociatedフィールドの値が1のとき、通信装置(STA)は、Short TAの値をランダムに選択してsSSWフレームを送信する。なお、通信装置(STA)は、同一BSS内で未使用のAIDの値の中から1つを選択しても良い。また、通信装置(AP)は、未使用のAIDのうち1つを、ビーコンフレームを用いて通信装置(STA)に通知しても良い。未使用のAIDの空きがない場合や、他の理由により、これ以上アソシエーションを許可しない場合、通信装置(AP)は、未使用のAIDの値は0(つまりAPのAID)であると通知しても良い。
format 1のsSSWフレームを受信した通信装置(AP)は、受信したsSSWフレームのSI(Scrambler Initialization)と同じ値のSIを含むformat 3のsSSWフレームをRSSとして送信する。format 3のsSSWフレームを受信した通信装置(STA)は、受信したsSSWフレームのSIの値と、通信装置(STA)が送信したsSSWフレームのSIの値とを比較し、一致する場合、受信したsSSWフレームの処理を行う。
また、format 1またはformat 4において、通信装置(STA)は、通信装置(AP)とアソシエーションしていないときに、Short RAの値を、APのAIDとは異なる予め定められた値(例えば254)に設定して、sSSWフレームを送信しても良い。つまり、通信装置(AP)は第1のAID(例えば0)と第2のAID(例えば254)を持ってよい。
アソシエーション済みの通信装置(STA)は、第1のAIDを、APを表すShort RAとして用い、アソシエーションを行っていない通信装置(STA)は、第2のAIDを、APを表すShort RAとして用いてもよい。また、第2のAIDの値を255(ブロードキャスト)としてもよい。つまり、AP以外のSTAがブロードキャストのsSSWフレームを送信したときには、APが応答するものと予め定めてもよい。
通信装置(AP)は、第2のAIDをShort RAとして含むsSSWフレームを受信したとき、受信したsSSWフレームのShort TAの値がすでにアソシエーションされたSTAかどうかを検査せずに、応答を行ってもよい。
また、通信装置(STA)は、通信装置(AP)とアソシエーションしていないときに、Short TAの値をあらかじめ定められた値(例えば、255)に設定して、sSSWフレームを送信しても良い。この場合、通信装置(AP)は、受信したsSSWフレームのShort RAの値を参照し、通信装置(AP)のShort RAと一致する場合、受信したsSSWフレームの処理を行う。なお、通信装置(AP)は、受信したsSSWフレームのShort Scrambled BSSIDフィールドの値を参照し、通信装置(AP)のShort Scrambled BSSIDの値と一致する場合、受信したsSSWフレームの処理を行ってもよい。
(通信装置(STA)によるマルチキャスト・ブロードキャスト)
通信装置(STA)は、format 2のsSSWフレームを送信しても良い。通信装置(STA)は、アソシエーション前でもアソシエーション後であってもよく、アソシエーション前(unassociatedフィールドの値が1)では、format 1と同様に、Short TAの値をランダムに選択してsSSWフレームを送信する。
通信装置(STA)によるsSSWフレームのマルチキャスト又はブロードキャストの一例として、通信装置(STA)は、APのアドレスを指定せずにSLSを行う。通信装置(STA)は、format 2のsSSWを用い、Short RAにブロードキャストアドレス(例えば255)を設定してもよい。
通信装置(AP)は、format 2、かつ、Short RAがブロードキャストアドレスのsSSWフレームを受信した場合、他のAPと調停を行った後、format 3のsSSWフレームを用いてRSSによる応答を行っても良い。
通信装置(AP)は、予め調停を行うAPのリスト(つまり、APのグループ)を定め、他のAPに通知してもよい。通信装置(AP)が、format 2、かつ、Short RAがブロードキャストアドレスのsSSWフレームを受信した場合、通信装置(AP)は、APのグループに含まれる他のAPと調停を行い、複数のAPが同時にRSSを行わないように調整した後、通信装置(STA)に対してRSSを行っても良い。
また、通信装置(AP)は、format 2、かつ、Short RAがブロードキャストアドレスのsSSWフレームを受信した場合、APのグループ内で受信品質(無線品質)が良いAPがRSSによる応答を行っても良い。
また、通信装置(AP)は、APのグループ毎にGroup IDを定め、他のAP及び通信装置(STA)に通知しても良い。通信装置(STA)は、Short RAの値を前記Group IDに基づき算出し、format 2のsSSWフレームに含めて送信、つまり、マルチキャスト通信してもよい。
また、通信装置(AP)は、IPのルーティングテーブルを参照し、近隣(例えば、1ホップ以内)のAPに対して調停を行っても良い。
アソシエーション前の通信装置(STA)がformat 2のsSSWフレームを用いてブロードキャスト又はマルチキャストを行うことにより、APのアドレスを取得する前にSLSを開始することができるので、APに対する初期接続を短時間に行うことができる。
また、アソシエーション後の通信装置(STA)がformat 2のsSSWフレームを用いてブロードキャスト又はマルチキャストを行うことにより、ハンドオーバー先のAPを発見することができる。つまり、通信装置(STA)は、現在の接続先のAPより無線品質の良い他のAPを発見することができる。
以上により、通信装置100は、DTI, A-BFTのいずれであっても、Short RA及びShort TAにおいてアドレス競合が発生する確率を低減できる。
また、上記実施の形態では、本開示の一態様をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には、入力端子および出力端子を有する集積回路であるLSIとして実現される。集積回路は、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックを制御し、入力端子と出力端子を備えてもよい。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
本開示の通信装置は、short Sector SweepフレームとSector Sweepフレームとのいずれかを用いたPHYフレームを生成するPHYフレーム生成部と、PHYフレームに基づいて、複数のセクタからいずれかのセクタを選択して、PHYフレームを送信するアレイアンテナと、を含み、PHYフレーム生成部は、送信元の通信装置のアドレスおよび送信先の通信装置のアドレスを短縮したアドレスを含むshort Sector Sweepフレームを生成し、短縮したアドレスは、送信元の通信装置のアドレスおよび送信先の通信装置のアドレスに対して、PHYフレームに含まれるいずれかのフィールドに基づいてスクランブルし、更に、ハッシュ関数を用いて、演算された値である。
本開示の通信装置において、PHYフレーム生成部は、PHYフレームのPHYヘッダに含まれるスクランブラ初期値を用いて、スクランブルを行う。
本開示の通信装置において、PHYフレーム生成部は、PHYフレームのshort Sector Sweepフレームに含まれるCDOWNフィールドを用いて、スクランブルを行う。
本開示の通信装置において、PHYフレーム生成部は、更に、ハッシュ関数により演算された値と、short Sector Sweepフレームの一部を用いて生成した巡回冗長検査(CRC:Cyclic Redundancy Check)値と、を用いた演算した値を、短縮されたアドレス値として、生成する。
本開示の通信方法は、short Sector SweepフレームとSector Sweepフレームとのいずれかを用いたPHYフレームを生成し、PHYフレームに基づいて、複数のセクタからいずれかのセクタを選択して、PHYフレームをアレイアンテナから送信し、short Sector Sweepフレームは、送信元の通信装置のアドレスおよび送信先の通信装置のアドレスを短縮したアドレスを含み、短縮したアドレスは、送信元の通信装置のアドレスおよび送信先の通信装置のアドレスに対して、PHYフレームに含まれるいずれかのフィールドに基づいてスクランブルし、更に、ハッシュ関数を用いて、演算された値である。
本開示の通信方法において、スクランブルは、PHYフレームのPHYヘッダに含まれるスクランブラ初期値を用いる。
本開示の通信方法において、スクランブルは、PHYフレームのshort Sector Sweepフレームに含まれるCDOWNフィールドを用いる。
本開示の通信方法において、短縮されたアドレス値は、更に、ハッシュ関数により演算された値と、short Sector Sweepフレームの一部を用いて生成した巡回冗長検査(CRC:Cyclic Redundancy Check)値と、を用いた演算される。
本開示の一態様は、11ay規格に準拠する通信システムに好適である。
100,1000,2000 通信装置
101 MAC制御部
102 PHY送信回路
103 D/Aコンバータ
104 送信RF回路
105 送信アレイアンテナ
112 PHY受信回路
113 A/Dコンバータ
114 受信RF回路
115 受信アンテナアレイ

Claims (14)

  1. Responder装置と通信を行うInitiator装置であって、
    前記Initiator装置によるTransmission Sector Sweepを行う場合に、スクランブラ初期値フィールドを含むヘッダ、Short Scrambled IDフィールドを含むshort Sector Sweep(sSSW)フレームとを含むPHYフレームを生成するPHYフレーム生成部と、
    前記生成されたPHYフレームを送信する送信部と、
    を具備し、
    前記Short Scrambled IDフィールドに設定される値は、前記Responder装置のMACアドレスを構成する複数のビットを複数のワードに分割し、前記スクランブラ初期値フィールドの値をシード値として用いて前記複数のワードの各々をスクランブルし、前記スクランブルされた複数のワードの連結に対して巡回冗長検査(CRC:Cyclic Redundancy Check)符号化を適用し、CRC符号化により得られたビット列の上位ビットを取得することにより生成される、
    Initiator装置。
  2. 前記Short Scrambled IDフィールドに設定される値は、前記CRC符号化により得られたビット列の下位ビットを破棄することにより生成される、
    請求項1記載のInitiator装置。
  3. 前記スクランブルは、前記スクランブラ初期値フィールドの値に特定の定数を乗算し、乗算結果のビット数を制限することにより得られるスクランブルパターンを、前記複数のワードの各々に加算することにより行われる、
    請求項1又は2に記載のInitiator装置。
  4. 前記Responder装置のMACアドレスを構成する複数のビットは48ビットであり、前記48ビットをそれぞれ16ビットからなる3つのワードに分割し、前記スクランブラ初期値フィールドの値を用いて生成されるスクランブルパターンを前記3つのワードの各々に加算することにより、前記スクランブルを行う、
    請求項1又は2に記載のInitiator装置。
  5. 前記スクランブルパターンは、前記スクランブラ初期値フィールドの値に特定の定数を乗算し、乗算結果のビット数を制限することにより得られる、
    請求項4に記載のInitiator装置。
  6. 前記CRC符号化により得られたビット列の上位ビットは、前記CRC符号化により得られる16ビットのうちの上位10ビットである、
    請求項1ないし5のいずれか一項に記載のInitiator装置。
  7. 前記PHYフレームは、送信方向を示すDirectionフィールドを含み、
    前記Directionフィールドの値が0を取る場合は、前記Initiator装置によるTransmission Sector Sweepを示、前記PHYフレームは、前記Short Scrambled IDフィールドとReservedフィールドとを含む、
    請求項1ないし6のいずれか一項に記載のInitiator装置。
  8. Responder装置と通信を行うInitiator装置により行われる通信方法であって、
    前記Initiator装置によるTransmission Sector Sweepを行う場合に、スクランブラ初期値フィールドを含むヘッダ、Short Scrambled IDフィールドを含むshort Sector Sweep(sSSW)フレームとを含むPHYフレームを生成し、
    前記生成されたPHYフレームを送信し、
    前記Short Scrambled IDフィールドに設定される値は、前記Responder装置のMACアドレスを構成する複数のビットを複数のワードに分割し、前記スクランブラ初期値フィールドの値をシード値として用いて前記複数のワードの各々をスクランブルし、前記スクランブルされた複数のワードの連結に対して巡回冗長検査(CRC:Cyclic Redundancy Check)符号化を適用し、CRC符号化により得られたビット列の上位ビットを取得することにより生成される、
    通信方法。
  9. 前記Short Scrambled IDフィールドに設定される値は、前記CRC符号化により得られたビット列の下位ビットを破棄することにより生成される、
    請求項8記載の通信方法。
  10. 前記スクランブルは、前記スクランブラ初期値フィールドの値に特定の定数を乗算し、乗算結果のビット数を制限することにより得られるスクランブルパターンを、前記複数のワードの各々に加算することにより行われる、
    請求項8又は9に記載の通信方法。
  11. 前記Responder装置のMACアドレスを構成する複数のビットは48ビットであり、前記48ビットをそれぞれ16ビットからなる3つのワードに分割し、前記スクランブラ初期値フィールドの値を用いて生成されるスクランブルパターンを前記3つのワードの各々に加算することにより、前記スクランブルを行う、
    請求項8又は9に記載の通信方法。
  12. 前記スクランブルパターンは、前記スクランブラ初期値フィールドの値に特定の定数を乗算し、乗算結果のビット数を制限することにより得られる、
    請求項11に記載の通信方法。
  13. 前記CRC符号化により得られたビット列の上位ビットは、前記CRC符号化により得られる16ビットのうちの上位10ビットである、
    請求項8ないし12のいずれか一項に記載の通信方法。
  14. 前記PHYフレームは、送信方向を示すDirectionフィールドを含み、
    前記Directionフィールドの値0を取る場合は、前記Initiator装置によるTransmission Sector Sweepを示、前記PHYフレームは、前記Short Scrambled IDフィールドとReservedフィールドとを含む、
    請求項8ないし13のいずれか一項に記載の通信方法。
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