以下、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
また、各図面において、共通の構成要素には同一の符号が付される。また、同種の要素を区別して説明する場合には、「車両10A」、「車両10B」のように参照符号を使用し、同種の要素を区別しないで説明する場合には、「車両10」のように参照符号のうちの共通番号を使用することがある。なお、「車両」は、「移動体」あるいは「モビリティ」と呼んでもよい。
(実施の形態1)
図1Aは、V2X(Vehicle to Everything)通信システム1のシステム構成の一例を示す図である。
通信システム1において、車両10(10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h、10i、10j、10k、10m)はそれぞれ、通信装置100(100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h、100i、100j、100k、100m)を備える。また、歩行者20(20a、20b、20c)はそれぞれ、通信装置100(100n、100p、100q)を備える。また、路側機30(30a、30b)は、それぞれ、通信装置100(100r、100s)を備える。
なお、車両10、歩行者20、路側機30は、それぞれ、複数の通信装置100を備えてもよい。
通信装置100は、ミリ波通信方式に準拠した通信機能を備える。IEEE802.11ad規格、IEEE802.11-2016規格、IEEE802.11ay規格(ドラフト)、IEEE802.11bd規格(ドラフト)、IEEE802.15.3c規格、IEEE802.15.3e規格、3GPP NR(New Radio)方式に準拠してもよい。
図1Bは、実施の形態1に係るV2X通信システムにおける通信装置間の無線リンクの一例を示す図である。図1Bは、通信システム1における通信装置100間の無線リンクの一例を示す。通信装置100間の破線矢印は、それぞれ無線リンクを示す。一例として、通信装置100aは、通信装置100b、100e、100rと無線リンクを持つ、つまり、相互に通信が可能であるが、例えば、通信装置100cとは無線リンクを持たない場合がある。たとえば、通信装置100間の距離が大きい、通信装置間に他の車などの遮蔽物がある、といった理由から通信装置100間のリンクが無い場合がある。図1Bに示すように、V2X通信を行う通信システム1は、複数の通信装置100のそれぞれの間に1つ以上の無線リンクを持ち、また、車両10、歩行者20が移動した場合に、複数の通信装置100のそれぞれの間の無線リンクの有無や品質が変動する。
図2は、IEEE802.11ad規格に準拠した通信装置の構成の一例を示す図である。図2は、通信装置100の構成を示す。通信装置100は、アンテナ101、無線回路102、MAC(Media Access Control)制御回路103、ホストCPU(Central Processing Unit)104、周辺機器105を備える。なお、ホストCPU104とMAC制御回路10aをまとめて制御回路と称してもよい。
アンテナ101は、1つ以上のアンテナ素子を含んでよい。また、アンテナ101は、例えば、フェーズドアレイアンテナ、アレイアンテナであってもよい。送信アンテナと受信アンテナを個別に備えてもよく、共用であってもよい。アンテナ101は、アンテナ指向性を切り替える機能(例えば、ビームステアリング機能、ビームフォーミング機能、と呼ぶ)を持ってもよい。通信先の通信装置と良好な品質で通信を行うための指向性を選択する手順を、ビームフォーミングトレーニングと呼ぶ。
無線回路102は、RF(Radio Frequency:高周波)回路、PHY(PHYsical layer:物理層)制御回路、を含み、IEEE802.11ad規格等に規定されるパケットの送受信制御を行う。無線回路102をトランシーバと呼ぶ場合がある。
MAC制御回路103は、例えば、IEEE802.11ad規格に規定されるMACフレーム(制御フレーム)の送受信制御を行う。また、MAC制御回路103は、無線回路102の制御を行い、例えば、通信先の通信装置を発見する手順(ディスカバリやスキャンと呼ばれる)、ビームフォーミングトレーニング手順、RTS/CTS(Request to Send/Clear to Send)手順の制御を行う。
ホストCPU104は、MAC制御回路103の制御を行う、例えば、デバイスドライバ、サプリカントソフトウェアを実行する。また、OS(Operating System)やアプリケーションソフトウェアを実行する。
周辺機器105は、ホストCPU104に接続され、ホストCPU104がソフトウェアを実行するために利用される、例えば、HDD(Hard Disk Drive:ハードディスクドライブ)、SSD(Solid State Drive:ソリッドステートドライブ)、イーサネット(登録商標)コントローラ・イーサネットボードといったネットワーク拡張機器、GNSS(Global Navigation Satellite System:全球測位衛星システム)のアプリケーションソフトウェアに利用される周辺機器を含んでよい。
次に、IEEE802.11ad規格に準拠した通信装置100a、100b、100c、100d、100eが通信リンクを確立する方法について説明する。図3Aは、IEEE802.11ad規格に準拠した通信装置が通信リンクを確立する手順の一例を示す図である。図3Bは、IEEE802.11ad規格に準拠した通信装置が通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図である。図3Cは、IEEE802.11ad規格に準拠した通信装置間の通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図である。
図3Aにおいて、通信装置100aは、ディスカバリモード(DM:Discovery Mode)サブフィールドの値を1に設定した(フラグを立てた)複数のDMG(Directional Multi Gigabit) Beaconフレームを、アンテナ101のアンテナ指向性を変えながら送信する。また、通信装置100dは、複数のDMG(Directional Multi Gigabit) Beaconフレームを、アンテナ101のアンテナ指向性を変えながら送信する。
図3Bにおいて、通信装置100aが送信するDMG Beaconフレームに対し、通信装置100b、100cが応答した場合、通信装置100aは、通信装置100b、100cに対してアソシエーション手続きを行い、PBSS(Personal Basic Service Set)1001aを開始する。通信装置100aは、PCP(PBSS Control Point)となり、PBSS1001aのスケジューリングを行う。
通信装置100bは、Discovery Modeサブフィールドの値を1に設定した複数のDMG Beaconフレームを、アンテナ101のアンテナ指向性を変えながら送信し、通信装置100cが応答した場合、通信装置100cがPBSS1001aに参加していることを認識する。
通信装置100a、100b、100cは、それぞれ、通信装置100aが通知するスケジューリング情報に従い、データ通信の可否やビームフォーミングトレーニングの実行可否を判断し、PBSS1001aに参加する通信装置100と、相互に通信を行う。
同様に、通信装置100dは、Discovery Modeサブフィールドの値を1に設定した複数のDMG Beaconフレームを送信し、応答した通信装置100eがいずれのPBSSにも参加しない場合、通信装置100dをPCPとするPBSS1001bを開始し、PBSS1001bに参加する通信装置100(100e)と相互に通信を行う。
なお、図3Bにおいて、DMG Beaconを送信した通信装置100a、100dがPCPに選択されたが、他の通信装置100がPCPとして選択されてもよい。一例として、通信装置100bまたは通信装置100cがPBSS1001aのPCPであってもよく、通信装置100eがPBSS1001bのPCPであってもよい。
図3Cにおいて、通信装置100dを備える車両10d(図示せず)が移動し、通信装置100b、100cとの通信圏内まで接近した場合、通信装置100b、100cは、通信装置100dが送信したDMG Beaconに応答するが、通信装置100b、100cはすでにPBSS1001aに参加しているため、PBSS1001bに参加しなくてもよい。この場合、通信装置100b、100cと、通信装置100dは、相互に通信することが困難である。
図4は、通信装置の構成の他の一例を示す図である。図4は、図3Cと同様の状況において、通信装置100b、100cと、通信装置100dが相互に通信を行うための通信装置200の構成の一例を示す。通信装置200は、複数のMAC制御回路103を備える。一例として、図4の通信装置200は、2つのMAC制御回路103a、103bを備える。
MAC制御回路103a、103bは、図2のMAC制御回路103を2つ備えることで構成されてもよく、また別の例として、MAC制御回路103a、103bは、1つの回路が2つのMAC制御回路103と同等の機能を具備するソフトウェアを用いて構成されてもよい。例えば、図2のMAC制御回路103に含まれるCPU(図示せず)、DSP(Digital Signal Processor:図示せず)、FPGA(Field Programmable Gate Array:図示せず)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)の処理性能を高め、ソフトウェアにより疑似的に2つのMAC制御回路103a、103bと同等の機能を具備するよう構成してもよい。
図5は、実施の形態1に係る通信装置が通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図である。図5は、通信装置200(200a、200b、200c、200d、200e)が、図3Cと同様にPBSS1001a(通信装置200aがPCP、通信装置200b、200cが参加)とPBSS1001b(通信装置200dがPCP、通信装置200eが参加)を構成し、通信装置200dが、通信装置200b、200cに接近した状態について示す。
通信装置200b、200cのそれぞれは、MAC制御回路103aがPBSS1001aへの参加を制御し、PCPである通信装置200aからのスケジューリング情報に従い、通信の制御を行う。なお、通信装置200b、200cが、PCPである通信装置200aからのスケジューリング情報に従い、通信の制御を行うことを、通信装置200b、200cは、通信装置200aに同期するという。
通信装置200b、200cは、通信装置200dに接近した場合、他方のMAC制御回路103bを用いて、通信装置200dとアソシエーション手続きを行い、PBSS1001bへ参加してもよい。つまり、通信装置200は、具備するMAC制御回路103の数に応じて、複数のPBSSに参加してもよい。
しかしながら、通信装置200は、参加できるPBSSの数は、具備するMAC制御回路103の数に制約される。例えば、図5において、PBSS1001c(図示せず)のPCPである通信装置200f(図示せず)が、通信装置200bに接近した場合に、通信装置200bは既に2つのPBSSに参加しているので、さらにPBSS1001cに参加して通信装置200fと通信することは困難である。
また、通信装置200は、複数のMAC制御回路103a、103bを備えるため、または、図2のMAC制御回路103の処理性能を高めた回路を用いるため、回路規模が増大し、消費電力が増大する。
次に、V2X通信システムにおいて、回路規模を増大せずに周囲の通信装置と相互に通信を可能とする方法について述べる。
図6Aは、実施の形態1に係る通信装置が通信リンクを確立する手順の一例を示す図である。図6Bは、実施の形態1に係る通信装置が通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図である。図6Cは、実施の形態1に係る通信装置が通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図である。図6Dは、実施の形態1に係る通信装置が通信リンクを確立する手順の他の一例を示す図である。図6Aから図6Eは、通信装置300(300a、300b、300c、300d、300e)が相互に通信を行う方法を示す。通信装置300の構成は、図2における通信装置100と同様であるが、MAC制御回路103及びホストCPU104は、図3A~図3Cとは異なる制御方法により、異なる動作を行う。
図6Aにおいて、通信装置300a、300dは、OCB Mode(Outside the Context of a BSS:BSSに参加しない)サブフィールドの値を1に設定した(フラグを立てた)複数のDMG Beaconフレームを、アンテナ101のアンテナ指向性を変えながら送信する。OCB Modeサブフィールドは、通信装置300がBSSに参加せずに相互に通信を行うか否かを示す値を含む。また、OCB Modeサブフィールドの値が1である場合、通信装置300がアソシエーションを行わずにデータフレームの送信を行うことを示す。なお、通信装置300d、300eは、OCB Modeサブフィールドに加え、Discovery Modeサブフィールドの値を1に設定して送信してもよい。
図7Aは、実施の形態1に係るDMG Beaconフレームのフォーマットの一例を示す図である。図7Aは、DMG Beaconフレームのフォーマットを示す。DMG Beaconフレームは、Frame Controlフィールド、Durationフィールド、BSSIDフィールド、Frame Bodyフィールド、FCSフィールドを含む。
Frame Controlフィールドは、フレームの種類を示す情報を含み、DMG Beaconフレームであることを示す。Durationフィールドは、通信装置300が複数のDMG Beaconフレームを送信する場合、複数のDMG Beaconの送信終了までの時間を示す。
BSSID(Basic Service Set Identifier)は、BSSの識別番号を示す。通信装置300は、OCBモードで通信を行う場合、BSSIDフィールドの値を、ワイルドカードを示す値(全てのビットが1)に設定する。
Frame Bodyは、複数のフィールドを含む(後述)。FCS(Field Check Sequence)は、誤り検出符号(一例として、CRC:Cyclic Redundancy Check符号)を含む。
Frame Bodyは、Timestampフィールド、Sector Sweepフィールド、Beacon Intervalフィールド、Beacon Interval Controlフィールド、DMG Parametersフィールドを含む。また、必須ではない1以上のフィールド(Optional fieldsという)を追加してもよい。
Timestampフィールドは、通信装置間で時刻同期を行うための情報を含む。
Sector Sweepフィールドは、通信装置300が、アンテナ101のアンテナ指向性を変えながら複数のDMG Beaconフレームを送信する場合、セクタ番号やアンテナアレイ番号といった指向性に関連する情報を含む。DMG Beaconフレームを受信した他の通信装置は、受信品質が最良のDMG Beaconフレームに含まれるセクタ番号、アンテナアレイ番号をSSWフレーム(後述)に含めて通信装置300へ通知する。これにより、通信装置300は、最良のセクタ番号、アンテナアレイ番号(つまり、最良の指向性)を選択してデータフレームを送信することができる。
Beacon Intervalフィールドは、CC Presentサブフィールド、Discovery Modeサブフィールド、Next Beaconサブフィールド、ATI Presentサブフィールド、A-BFT Lengthサブフィールド、FSSサブフィールド、IsResponderTXSSサブフィールド、Next A-BFTサブフィールド、Fragmented TXSSサブフィールド、TXSS Spanサブフィールド、N BIs A-BFTサブフィールド、A-BFT Countサブフィールド、N A-BFT in Antサブフィールド、PCP Association Readyサブフィールド、Reserved(予約)ビットを含む。
通信装置300は、Discovery Modeサブフィールドの値を1に設定する。これにより、通信装置300は、送信するDMG Beaconが、BSSの同期情報を通知するものではないことを示す。
Next Beaconサブフィールド、ATI Presentサブフィールド、A-BFT Lengthサブフィールド、FSSサブフィールド、IsResponderTXSSサブフィールド、Next A-BFTサブフィールド、Fragmented TXSSサブフィールド、TXSS Spanサブフィールド、N BIs A-BFTサブフィールド、A-BFT Countサブフィールド、N A-BFT in Antサブフィールド、PCP Association Readyサブフィールド、Reserved(予約)ビットの説明は省略する(非特許文献1を参照)。
DMG Parametersフィールドは、BSS Typeサブフィールド、CBAP Onlyサブフィールド、CBAP Sourceサブフィールド、DMG Privacyサブフィールド、ECAPC Policy Enforcesサブフィールド、OCB Modeサブフィールド、Reserved(予約)ビットを含む。
図7Bは、実施の形態1に係るBSS Typeサブフィールドの値と説明の一例を示す図である。図7Bに、BSS Typeサブフィールドの値と説明を示す。通信装置300が送信したDMG Beaconフレームに対し、APが応答する場合、BSS Typeサブフィールドの値を3に設定する。通信装置300が送信したDMG Beaconフレームに対し、PCPが応答する場合、BSS Typeサブフィールドの値を2に設定する。一例として、図3Cにおいて、通信装置100bは、DMG Beaconフレームを送信して通信装置100dを発見してもよいが(図示なし)、このとき、通信装置100bは、DMG BeaconフレームのBSS Typeサブフィールドの値を、2に設定することで、PCPである通信装置100dが応答する。
他の通信装置が、OCB Responseサブフィールド(後述)の値を1に設定したSSWフレームを送信してDMG Beaconフレームに応答するように、通信装置300は、BSS Typeフィールドの値を1または0に設定する。通信装置300は、OCBモードに対応した他の通信装置通信を行い、または/および、既存のAP、PCPに接続する場合、BSS Typeサブフィールドの値を0に設定する。
通信装置300は、OCBモードにおいては、APやPCPを用いず、通信タイミングのスケジューリングを行わないため、図7AのCBAP Onlyフィールドの値を1に設定する。
通信装置300は、OCBモードを用いるため、OCB Modeサブフィールドの値を1に設定する。OCB Modeサブフィールドは、IEEE802.11ad規格における予約ビットを利用し、追加されたフィールドである。つまり、IEEE802.11ad規格に対応し、OCBモードをサポートしない通信装置(通信装置100、200)は、OCB Modeサブフィールドを無視し、BSS Typeが示す値が通信装置100、200の役割に一致する場合に、DMG Beaconフレームへ応答を行う。
なお、OCB Modeサブフィールドを、DMG Parametersフィールドに含める代わりに、Beacon Interval Controlフィールドや他のフィールドに含めてもよい。また、DMG Beaconフレームのオプションフィールドとして、OCB Parameters(一例、図示なし)フィールドを追加し、DMG BeaconフレームにOCB Parametersフィールドが存在する場合、OCBモードをサポートすることを表し、OCB Parametersフィールドが存在しない場合、OCBモードをサポートしないことを表すようにしてもよい。
通信装置300は、図7AのDMG Beaconフレームを送信した場合、OCBモードに対応した通信装置及びOCBモードに対応しない通信装置100、200から応答を受ける場合がある。通信装置300は、OCBモードに対応しない通信装置からの応答を受けた場合、プローブ要求フレームを送信し、IEEE802.11ad規格に記載されるアクティブスキャン手順を行ってもよい。つまり、通信装置300は、OCBモードに対応した通信装置及びOCBモードに対応しない通信装置と通信を行うことができる。
DMG Parametersフィールドの他のサブフィールド(CBAP Onlyサブフィールド、CBAP Sourceサブフィールド、DMG Privacyサブフィールド、ECAPC Policy Encorcesサブフィールド、Reserved(予約)ビット)の説明は省略する(非特許文献1を参照)。
図6Bにおいて、通信装置300b、300cは、通信装置300aから図7AのDMG Beaconフレームを受信した場合、SSW(Sector SWeep)フレームを送信して応答する(後述、図8を参照)。図6Bにおいて、通信装置300aは、PBSSを開始せず、通信装置300b、300cは、通信装置300aとアソシエーション手続きを行わないが、通信装置300aと通信装置300bとは相互に通信を行ってよく、また、通信装置300aと通信装置300cとは相互に通信を行ってもよい。なお、図6Bにおいて、通信装置300aと通信装置300bとの組み合わせと、通信装置300aと通信装置300cの組み合わせが相互に通信を行うまでの手順の詳細を、図10を用いて後述する。
なお、図6Bにおいて、通信装置300d、300eは、同様に、PBSSの開始及びアソシエーション手続きをおこなわず、相互に通信を行う。
図6Cを用いて、通信装置300dが、通信装置300b、300cに近づいた場合に、通信装置300dと300b、及び通信装置300dと300cが通信を行う方法を説明する。
通信装置300dは、図7AのDMG BeaconフレームをOCB Modeサブフィールドの値を1に設定し、アンテナ101のアンテナ指向性を変更しながら、DMG Beaconフレームを複数回送信する。通信装置300b、300cは、図7AのDMG Beaconフレームを通信装置300dから受信した場合、SSWフレームを送信して応答する。通信装置300dは、PBSSを開始せず、通信装置300b、300cは、通信装置300dとアソシエーション手続きを行わないが、通信装置300dと通信装置300bとは相互に通信を行ってもよく、また、通信装置300dと通信装置300cとは相互に通信を行ってもよい。
つまり、図6Cにおいて、通信装置300dが通信装置300b、300cと通信を行う手順は、図6Aにおいて、通信装置300aが通信装置300b、300cと通信を行う手順と同様である。通信装置300dが通信装置300b、300cと通信を行う手順は、通信装置300dが通信装置300eと既に通信を行ったか否かによらない。
なお、図6Dにおいて、通信装置300eは、図6Cの通信装置300dと同様に、図7AのDMG Beaconフレームを用いて、通信装置300b、300cと通信を行ってもよい。
図6Eは、図6Aから図6Dの手順を適用することによって確立された無線リンクを示す。図3Cと異なり、通信装置300bと通信装置300dとの組、通信装置300cと通信装置300dとの組、通信装置300bと通信装置300eとの組、通信装置300cと通信装置300eとの組の間で無線リンクが確立できる。このため、図7AのDMG Beaconフレームを用いた通信装置300は、より多数の通信装置との間で通信が可能となる。また、通信装置300は、図4の通信装置200と異なり、複数のMAC制御回路103を必要としないため、回路規模が小さく、消費電力が小さい。
図8Aは、実施の形態1に係るSSWフレームのフォーマットの一例を示す図である。SSWフレームは、Frame Controlフィールド、Durationフィールド、RA(Receiver Address)フィールド、TA(Transmitter Address)フィールド、SSWフィールド、SSW Feedbackフィールド、FCSフィールドを含む。
Frame Controlフィールドは、フレームの種類を示す情報を含み、SSWフレームであることを示す情報を含む。Durationフィールドは、SLS(Sector Level Sweep、ビームフォーミングトレーニングの一形態)の完了までの時間を示す。RA、TAフィールドは、それぞれ、SSWフレームを受信、送信する通信装置のMACアドレスを含む。SSWフィールドは、セクタ番号、アンテナアレイ番号といったSLSに必要な情報を含む。
SSW Feedbackフィールドは、Sector Selectサブフィールド、DMG Antenna Selectサブフィールド、SNR Reportサブフィールド、Poll Requiredサブフィールド、OCB Response(OCB応答)サブフィールド、Reserved(予約)ビット、Unsolicited RSS Enabledサブフィールド、EDMG Extension Flagサブフィールドを含む。
OCB Responseサブフィールドは、通信装置300が、アソシエーションを行わずにデータフレームを送信する(OCBモードという)ことを示す。通信装置300は、他の通信装置からOCBモードサブフィールドの値を1に設定したDMG Beaconフレームを受信した場合、OCBモードサブフィールドの値を1に設定したSSWフレームを送信する。
OCB Responseサブフィールドは、OCB Mode(OCBモード)サブフィールド、OCB Supported(OCBをサポートする)といった他のサブフィールド名であってもよい。
SSW Feedbackフィールドの他のサブフィールド(Sector Selectサブフィールド、DMG Antenna Selectサブフィールド、SNR Reportサブフィールド、Poll Requiredサブフィールド、Reserved(予約)ビット、Unsolicited RSS Enabledサブフィールド、EDMG Extension Flagサブフィールド)の説明は省略する(非特許文献1を参照)。
通信装置300は、図8AのSSWフレームの代わりに、Short SSWパケットを送信してもよい。図8Bは、実施の形態1に係るShort SSWパケットペイロードのフォーマットの一例を示す図である。
Short SSW パケットは、Packet Typeフィールド、Directionフィールド、OCB Responseフィールド、Source AIDフィールド、Destination AIDフィールド、CDOWNフィールド、RF Chain IDフィールド、Short SSW Feedbackフィールド、FCSフィールドを含む。
OCB Responseサブフィールドは、通信装置300が、OCBモードをサポートすることを示す。通信装置300は、他の通信装置からOCB Modeサブフィールドの値を1に設定したDMG Beaconフレームを受信した場合、OCB Responseフィールドの値を1に設定したShort SSWパケットを送信する。
Short SSW パケットの他のフィールド(Packet Typeフィールド、Directionフィールド、Source AIDフィールド、Destination AIDフィールド、CDOWNフィールド、RF Chain IDフィールド、Short SSW Feedbackフィールド、FCSフィールド)の説明は省略する(非特許文献1を参照)。
図9は、実施の形態1に係る通信装置がミリ波通信を行う手順の一例を示すフローチャートである。図9に、通信装置300aが通信装置300bと通信を行う手順を示す。
(ステップS1001)通信装置300aは、スキャン開始指示(図示せず)を受け、ステップS1001の動作を開始する。通信装置300aは、図7AのDMG BeaconフレームのDiscovery Modeサブフィールド及び、OCB Modeサブフィールドの値を1に設定し、送信する。通信装置300aは、アンテナ101のアンテナ指向性を変えながら、複数のDMG Beaconフレームを送信してもよい。
(ステップS1003)通信装置300aは、A-BFTにおいてSSWフレームを受信した場合、ステップS1004へ進む(ステップS1003においてYes)。通信装置300aは、SSWフレームを受信しない場合、ステップS1001へ戻る(ステップS1003においてNo)。
(ステップS1004)通信装置300aは、ステップS1003においてYesの場合、SSWフレームの送信元(一例として、通信装置300bとする)に対し、SSWフィードバックフレームを送信する。
(ステップS1005)通信装置300aは、スキャン終了の判定を行い、終了時は、ステップS1006へ進む(ステップS1005のYes)。通信装置300aは、ステップS1001のスキャン開始後、所定のスキャン時間が経過した場合、スキャン終了と判断してもよい。スキャン時間は、ステップS1001のスキャン開始指示に含めて、一例として、ホストCPU104がMAC制御回路103へ通知してもよい。通信装置300aは、スキャン終了しない場合、ステップS1001へ戻る(ステップS1005においてNo)。
スキャン時間を、許容できる遅延時間に基づき定めることによって、通信装置300aは、許容される遅延時間の中で多くの通信装置と通信を行うことができる。スキャン時間は、一例として、200ミリ秒以上300ミリ秒未満である。
通信装置300aは、OCB Modeサブフィールドの値が1であるSSWフレームを少なくとも1つ受信した場合、ステップS1005において、スキャン時間が経過したか否かによらず、Yesと判定してもよい。つまり、ステップS1005とステップ1006(後述)の順序を入れ替えてもよい。これにより、通信装置300aは、OCBモードに対応し、通信装置300aと通信可能である他の通信装置300bを、少ない遅延時間で発見し、通信を開始することができる。
(ステップS1006)通信装置300aは、SSWフレームのOCB Modeサブフィールドの値が1であるSSWフレームを少なくとも1つ受信した場合、ステップS1007へ進む(ステップS1006のYes)。ステップS1006においてNoである場合、通信装置300aは処理を終了する。
(ステップS1007)通信装置300aは、通信装置300b(OCB Modeサブフィールドの値が1であるSSWフレームを送信した通信装置)とSLS(Sector Level Sweep、ビームフォーミングトレーニングの一形態)を行い、送信及び受信アンテナのトレーニングを行う。これにより、通信装置300a、300bは、通信品質を高めるように送信アンテナ及び受信アンテナの指向性を選択でき、データレートを高めることができる。
通信装置300aは、ステップS1007において、BRP(Beam Refinement Protocol)を実行してもよい。BRPは、SLSに比べより精密にアンテナ101の指向性制御を行い、通信品質を高める方式である。
(ステップS1008)通信装置300aは、ステップS1007においてSLSが正常に完了しない場合(ステップS1008のNo)、ステップS1007へ戻る。通信装置300aは、ステップS1007においてSLSが正常に完了しない場合、何度かステップS1007を繰り返し、なお正常に完了しない場合にステップS1001へ戻るようにしてもよい。
SLSが正常に完了しない理由として、通信装置300a、300bが搭載された車両や歩行者が移動したために通信装置300a、300bの間の距離が広がった場合や、通信装置300aと300bの間に遮蔽物(一例として、他の車両)が進入して無線リンクの確立が困難な場合、などがある。この場合、通信装置300aは、ステップS1001に戻り手順を行うことにより、通信可能な他の通信装置を発見したり、遮蔽物が移動した後に再び通信装置300bと接続したりすることが可能となる。
通信装置300aは、ステップS1007においてSLSが正常に完了した場合(ステップS1008のYes)、ステップS1009へ進む。
(ステップS1009)通信装置300aは、ステップS1007において選択した指向性にアンテナ101を設定し、データフレームを送信する。
(ステップS1010)通信装置300aは、リンク品質が低下した場合、一例として、受信電力やS/N(Signal to Noise:信号対ノイズ)比が低下した場合、またはパケットエラー率が増加した場合、ステップS1007に戻り、通信装置300bとSLSを行ってもよい(ステップS1010のYes)。一方、通信装置300aは、リンク品質が低下しなかった場合、ステップS1011へ進む(ステップS1010においてNo)。なお、通信装置300aは、リンク品質によらず、一定時間経過した場合にステップS1007へ戻りSLSを実行してもよい。
(ステップS1011)通信装置300aは、ステップS1001においてDMG Beaconフレームの送信を開始してから所定の時間(Beacon Interval:ビーコンインターバル)が経過した場合(ステップS1011のYes)、ステップS1001に戻り、DMG Beaconフレームの送信を行う。これは、所定の時間が経過する間に、通信装置300aに接近した通信装置を発見し、通信を開始するためである。一方、通信装置300aは、所定の時間が経過するまでは、ステップS1009に戻り、データフレームの送信を行う(ステップS1011においてNo)。
通信装置300aがステップS1001を繰り返す時間(ビーコンインターバル)は、ステップS1001を行う毎に、10TU(Time Unit:1TUは1.024ミリ秒)以上200TU未満の間で、ランダムに決定してもよい。
通信装置300aは、通信装置300aを備える車両10a又は歩行者20aの移動速度に応じて、SLSを実行する時間間隔を変更してもよい。車両10a又は歩行者20aの移動速度が速い場合にSLSを実行する時間間隔を短くすることで無線リンクの品質を高く保つことができ、車両10a又は歩行者20aの移動速度が遅い、又は停止している場合にSLSを実行する時間間隔を長くすることで、SLSのオーバーヘッドによるデータレートの低下や、他の通信装置への干渉を低減することができる。
通信装置300aがOCBモードで動作する場合、つまり、通信装置300aが図7AのDMG BeaconフレームのOCB Modeサブフィールドの値を1に設定して送信し、OCB Responseサブフィールドの値を1に設定された図8のSSWフレームを通信装置300bから受信した場合、通信装置300aは、通信装置300bとSLSを実行する時間間隔を短くしてよい。
また、通信装置100aがOCBモードで動作しない場合、つまり、通信装置100bからOCB Responseサブフィールドの値が0であるSSWフレームを受信した場合、通信装置100aは、通信装置100bとSLSを実行する時間間隔を長くしてもよい。
これにより、OCBモードをサポートする通信装置300bが車両に搭載される場合、SLSを実行する時間間隔を短くすることで無線リンクの品質を高く保つことができる。OCBモードをサポートしない通信装置100bが移動しない機器、例えば基地局やアクセスポイントに搭載される場合、SLSを実行する時間間隔を長くすることで、SLSのオーバーヘッドによるデータレートの低下や、他の通信装置への干渉を低減することができる。
車両10、歩行者20、移動する主体に搭載される通信装置300は、OCBモードを用いることによって、図1Bに示した多数の通信装置間で多くの無線リンクが存在する状況において、図6Aから図6Eに示したように通信装置の移動に応じて無線リンクを柔軟に変更できる。また、路側機30に搭載される通信装置300は、移動しないが、OCBモードを用いることによって、車両10、歩行者20に搭載される通信装置300と単一のモード(OCBモード)によって通信を行うことができ、MAC制御を簡易にすることができる。
一方、移動する通信装置300が、移動しない基地局やアクセスポイントを用いて通信を行い、移動する他の通信装置300と直接通信を行う場合、OCBモードを用いず、アソシエーションを行うことによって、スケジューリングといった機能を活用できるため、効率的な通信が可能である。
なお、通信装置300aは、OCB Responseサブフィールドの値が0であるSSWフレームを少なくとも1つ受信した場合(一例として、送信元を通信装置100bとする)、ステップS1004においてSSWフィードバックフレームを送信した後、プローブ要求フレームを受信し、または、プローブ要求フレームを送信し、さらに、スキャン終了後、通信装置100bとのアソシエーション手続きを開始してもよい。
例えば、通信装置300aは、ステップS1006において、OCB Responseサブフィールドの値が0であるSSWフレームを受信した場合(ステップS1006のNo)、図9のフローは終了し、図3Aから図3Cの手順によりIEEE802.11ad規格に定めるPBSS開始または参加の手順を行い、通信装置300aは、ステップS1006においてOCB Responseサブフィールドの値が1であるSSWフレームを受信した場合(ステップS1006のYES)、図9のステップS1007以後の手順を行うことで、図6Aから図6Eに示すように、多数の無線リンクを確立することができる。
このため、通信装置300は、OCBモードをサポートする通信装置300と、OCBモードをサポートしないIEEE802.11ad準拠の通信装置とが混在する状況において、それぞれの通信装置と通信することができる。
なお、ステップS1007において、通信装置300は、SLSを行うとしたが、BRP(Beam Refinement Protocol)の手続きを行ってもよい。ステップS1001からS1006の手順により、通信装置300a、300bが無線リンクを確立している場合、通信装置300は、SLSの代わりにBRPを行うことにより、低遅延で高精度なビームフォーミングを行うことができる。一方、ステップS1010において無線リンクが切断されたと判定された場合や、S/N比が低くBRPが成功する確率が低いと想定される場合、通信装置300は、前述の通りSLSを行うことで、ビームフォーミングが成功する確率を高めることができる。
図10は、実施の形態1に係る通信装置がミリ波通信を行う手順の一例を説明するシーケンス図である。図10を用いて、通信装置(STA:STAtion)300dが、通信装置300b、300cと通信を行う手順(図6Cを参照)の詳細について説明する。図10において、”MAC”は、一例として、MAC制御回路103の動作を表す。”higher layer entities”は、一例として、ホストCPU104の動作を表す。また、”higher layer entities”は、一例として、SME(Station Management Entity:端末管理部)、サプリカント、ドライバ、OSといったソフトウェアであってもよい。
MACにおいては、MLME(MAC Layer Management Entity)SAP(Service Access Point)と呼ばれるインターフェース仕様が規定されている。MLME SAPは、MLME-と接頭辞が付与されたプリミティブの定義を含み、MAC(MAC制御回路103)を制御するために用いてもよい。また、MACにおいては、MAC SAPと呼ばれるインターフェース仕様が規定されている。MAC SAPは、MA-と接頭辞が付与されたプリミティブ定義を含み、MAC(MAC制御回路103)におけるデータ送受信の制御を行うために用いてもよい。
なお、MLME SAP及びMAC SAPのインターフェース仕様及びプリミティブは、便宜上規定されたものであり、MAC制御回路103とホストCPU104の間でやり取りされる信号は、実装に依存する。MAC制御回路103とホストCPU104の間でやり取りされる信号の一例として、PCI Express信号、USB(Universal Serial Bus)信号、シリアル通信信号、関数呼び出しがある。また、higher layer entitiesの一部は、MAC制御回路103の一部として実装されてもよい。この場合、MLME SAP及びMAC SAPのインターフェース仕様及びプリミティブは、MAC制御回路103の内部信号となる。
したがって、MLME SAP及びMAC SAPのインターフェース仕様及びプリミティブは、通信装置300の動作を限定するものではなく、通信装置300dと通信装置300bとの間でやり取りされる一連のフレームの内容及び送受信順序について説明するために用いられる。
(ステップS1100)図10において、higher layer entitiesがMACに対して発行するMLME-SCAN.requestは、スキャン開始指示を意味する。通信装置300dのMAC制御回路103は、MLME-SCAN.requestを契機として、図9の手順をステップS1001より開始する。
通信装置300dのMACは、Discovery Modeサブフィールドの値を1に、OCB Modeサブフィールドの値を1に設定したDMG Beaconフレームを送信する(図9のステップS1001に相当)。通信装置300b、300cはそれぞれ、DMG Beaconフレームを受信する。
通信装置300b、300cのMACは、DMG Beaconフレームへの応答として、OCB Responseフィールドを1に設定したSSWフレームを送信する(図9のステップS1003に相当)。なお、通信装置300b、300cは、IEEE802.11ad規格に記載されたA-BFT(Association Beamforming Training)の方法に基づき、SSWフレームの送信タイミングをランダムに選択したタイムスロットにおいて送信することにより、通信装置300bの送信と通信装置300cの送信の競合を避けてもよい。
通信装置300dは、通信装置300b、300cからのSSWフレームを受信した場合、SSWフィードバックフレームを送信する(図9のステップ1004に相当)。
通信装置300dのMACは、スキャン時間が経過した場合、スキャンを完了し、higher layer entities に対し、MLME-SCAN.confirmプリミティブを発行する。MLME-SCAN.confirmプリミティブは、ステップS1002においてSSWフレームを受信した送信元通信装置300b、300cのMACアドレス、リンク品質情報、通信装置300b、300cがそれぞれOCBモードをサポートしているか否かを示す情報を含む。MLME-SCAN.confirmプリミティブの具現化の一例として、MAC制御回路103は、スキャンレポート情報としてMLME-SCAN.confirmに含む情報を、ホストCPU104へ通知する。
このとき、一例として、ホストCPU104上で実行されるサプリカントソフトウェアは、スキャンレポート情報を周辺機器105に含まれるディスプレイに表示してもよい。また、サプリカントソフトウェアは、スキャンレポート情報に基づき、図9のステップS1006の判定を行い、PBSSへのアソシエーションを行うか、OCBモードでの通信(ステップS1007から1010)を行うかを決定してもよい。
(ステップS1101)通信装置300dのhigher layer entitiesは、ステップS1006の判定を行い、Yesの場合、MLME-BF-TRAINING.requestプリミティブをMACへ発行し、通信装置300bとのSLSを開始する(図9のステップS1007に相当)。SLSは、通信装置300dによるSSWフレームの送信(ISS:Initiator Sector Sweepという)、通信装置300bによるSSWフレームの送信(RSS:Responder Sector Sweepという)、通信装置300dによるSSWフィードバックフレームの送信、通信装置300bによるSSW Ack(Acknowledgement:受信確認に相当)フレームの送信を含む。
通信装置300dのMACは、SLSを完了した場合、MLME-BF-TRAINING.confirmプリミティブを、higher layer entitiesに対し発行する。なお、通信装置300dは、SLSが成功したか否かによらず、MLME-BF-TRAINING.confirmプリミティブを発行してもよい。SLSが成功したか否かの情報や、受信品質、SSWフレームに含まれる各フィールドの情報をMLME-BF-TRAINING.confirmプリミティブに含めてhigher layer entitiesに通知してもよい。
通信装置300bのMACは、SLSを完了した場合、MLME-BF-TRAINING.indicateプリミティブを、higher layer entitiesに対し発行する。なお、通信装置300bは、SLSが成功したか否かによらず、MLME-BF-TRAINING.indicateプリミティブを発行してもよい。SLSが成功したか否かの情報や、受信品質、SSWフレームに含まれる各フィールドの情報をMLME-BF-TRAINING.indicateプリミティブに含めてhigher layer entitiesに通知してもよい。
通信装置300dのhigher layer entitiesは、通信装置300bとのSLSを完了した場合、MLME-BF-TRAINING.requestプリミティブをMACに対し発行し、通信装置300cとのSLSを開始してもよい。
(ステップS1102)通信装置300dのhigher layer entitiesは、MLME-BF-TRAINING.confirmプリミティブに含まれる情報に基づき、ステップS1008の判定を行う。ステップS1008の判定の結果、SLSに成功した場合、higher layer entitiesは、通信装置300dのMACに対し、MA-UNITDATA.requestプリミティブを発行し、データ送信処理の実行を要求する。MA-UNITDATA.requestプリミティブは、送信先アドレスや送信データを含む。
通信装置300dのMACは、データ送信において、RTS(Request to Send)フレームの送信、DMG CTS(Clear to Send)フレームの受信、データフレームの送信、Ackフレームの受信を行う(図9のステップS1008に相当)。
通信装置300dは、RTSフレームの送信、データフレームの送信を、ステップS1007のSLSにより選択したアンテナ指向性をアンテナ101に設定して送信を行う。通信装置300bは、RTSフレームを受信する際には、いずれの通信装置からフレームが送信されるか未知であるから、Quasi-Omni(疑似無指向性)アンテナを用いて(アンテナ101をQuasi-Omniに設定して)受信を行う。
通信装置300bは、DMG CTSフレームを送信した後、通信装置300dからデータフレームが送信されることが期待されるため、ステップS1007のSLSにより決定した指向性にアンテナ101を設定して、データフレームの受信を行う。これにより、無線リンクの品質を高め、データレートを高めることができる。
なお、通信装置300dは、RTSフレームの代わりに、DMG CTS to selfフレーム(宛先を通信装置300dのアドレスに設定したDMG CTSフレーム)を送信してもよい。通信装置300dは、DMG CTS to selfフレームに続けて、データフレームの送信を行ってよい。
通信装置300bは、DMG CTS to selfフレームを受信した場合、DMG CTSフレームの送信は行わなくてもよいが、次に通信装置300dからのデータフレームが送信されることが想定されるため、ステップS1007のSLSにより決定したアンテナ指向性にアンテナ101を設定して、データフレームの受信を行う。
通信装置300bのMACは、Ackフレームを送信した後、MA-UNITDATA.indicationプリミティブをhigher layer entitiesへ発行する。MA-UNITDATA.indicationプリミティブには、送信元及び送信先アドレス、受信データ(通信装置300dから受信したデータフレームの内容)、受信に成功したか否かの情報(例えば、受信したデータフレームにビット誤りが含まれる場合、受信失敗とする)を含む。
通信装置300bのhigher layer entitiesは、MA-UNITDATA.indicationプリミティブにより受信成功が通知された場合、受信データをMA-UNITDATA.indicationプリミティブから取得し、OSやアプリケーションソフトウェアへ受け渡す。
通信装置300dのMACは、Ackフレームを受信した場合、又は、Ackフレームの受信が期待される時刻を過ぎた場合、MA-UNITDATA.STATUS.indicationプリミティブをhigher layer entitiesへ発行する。MA-UNITDATA.STATUS.indicationプリミティブは、データフレームの送信に成功したか否かの情報を含む。通信装置300dがAckフレームを受信した場合、データフレームの送信は成功である。
通信装置300dのhigher layer entitiesは、MA-UNITDATA.STATUS.indicationプリミティブを受信した場合、新たにMA-UNITDATA.requestプリミティブをMACへ発行し、通信装置300cへのデータ送信を要求してもよい(図示無し)。また、通信装置300bとの通信を繰り返し行ってもよい。
通信装置300b、300cのhigher layer entitiesは、それぞれ、MLME-BF-TRAINING.indicationプリミティブによりSLSの成功がMACより通知された場合、または、MA-UNITDATA.STATUS.indicationプリミティブまたはMA-UNITDATA.indicationプリミティブによりデータ送信または受信の完了が通知された場合(図示無し)、MA-UNITDATA.requestプリミティブをMACへ発行し、通信装置300dへのデータ送信を要求(図示無し)してもよい。
また、通信装置300dのhigher layer entitiesは、図10の手順に限定されず、通信装置300bとのSLSが完了し、MLME-BF-TRAINING.confirmプリミティブが通知された場合、MA-UNITDATA.requestプリミティブをMACへ発行し、通信装置300bへのデータ送信を要求(図示無し)してもよい。
以上のように、通信装置300は、DMG BeaconフレームにOCBモードをサポートする信号を含めて送信し、OCBモードをサポートする信号を含むSSWフレームを受信した場合に、アソシエーションを行わずにデータフレームの送信を行うようにしたため、MAC制御回路103の回路規模を小さくでき、消費電力を削減でき、移動する多数の通信装置と通信を行うことができる。
(実施の形態1の変形例)
実施の形態1では、通信装置300は、DMG BeaconフレームをOCB Modeサブフィールドの値を1に設定して送信し、OCB Responseフィールドの値が1であるSSWフレームを受信し、ビームフォーミングトレーニングを実行することで、OCBモードの通信を開始した。本変形例の通信装置500は、DMG Beaconフレームを受信した場合、SSWフレームを送信する代わりに、通信装置500が送信するDMG Beaconフレームにフィードバック情報を含める。これにより、通信装置500は、SSWフレームの送信を省略し、他の通信装置への与干渉を低減することができる。
図11は、実施の形態1の変形例に係る通信装置の動作の一例を示すフローチャートである。
(ステップS2001)通信装置500は、他の通信装置がアンテナの指向性(セクタ)を変えながら送信する複数のDMG Beaconフレームを受信する。通信装置500は、受信品質が良好であったDMG Beaconフレームに含まれるセクタ番号(ベストセクタ情報という)を記録する。複数の送信元から複数のDMG Beaconフレームを受信した場合、通信装置500は、送信元毎にベストセクタ情報を記録する。
(ステップS2002)通信装置500は、ベストセクタ情報をDMG Beaconフレームに含めて送信する。
図12Aは、実施の形態1の変形例に係るDMG Beaconフレームのフォーマットの一例を示す図である。図12Bは、実施の形態1の変形例に係るSSW Feedbackエレメントのフォーマットの一例を示す図である。図12Aに、ステップS2002において、通信装置500が送信するDMG Beaconフレームのフォーマットを示す。図12AのDMG Beaconフレームは、DMG ParametersフィールドにDMG Beacon Sector Feedbackフィールドを含む。また、Optionalフィールドに、図12Bに示すSSW Feedbackエレメントを1又は複数含む。図7AのDMG Beaconフレームに含まれるフィールド、サブフィールドと同じフィールド、サブフィールドは、説明を省略する。
DMG Beacon Sector Feedbackサブフィールドは、SSW Feedbackエレメントの受信をサポートするか否かを示すビットを含む。
図12Bに、SSW Feedbackエレメントのフォーマットを示す。SSW Feedbackエレメントは、Element IDフィールド、Lengthフィールド、Element ID Extension、Target MAC Addressフィールド、Sector Sweep(SSW) Feedbackフィールドを含む。
Element IDフィールド及びElement ID Extensionフィールドは、Element IDフィールド及びElement ID Extensionフィールドの値の組み合わせにより、エレメントの種類を識別する(SSW Feedbackエレメントであることを示す)情報を含む。
Lengthフィールドは、エレメントの長さ(データ長)を示す。
Target MAC Addressフィールドは、Sector Sweep Feedbackフィールドの情報の通知先を示すMACアドレスを含む。例えば、Sector Sweep Feedbackフィールドが通信装置500bのベストセクタ情報を含む場合、通信装置500bのMACアドレスをTarget MAC Addressフィールドに含める。通信装置500は、Target MAC AddressフィールドとSector Sweep Feedbackフィールドとのそれぞれを複数SSW Feedbackエレメントに含めることで、複数の通信装置にベストセクタ情報を通知するようにしてもよい。
Sector Sweep Feedbackフィールドのフォーマットは、図8AのSector Sweep Feedbackフィールドと同様であるから、説明を省略する。
(ステップS2003)図12AのDMG Beaconフレームを受信した他の通信装置(通信装置500bとする)は、SSW FeedbackエレメントのTarget MAC Addressフィールドに通信装置500bのMACアドレスが含まれるか否かを調べ、含まれる場合、通信装置500に対してBRP(Beam Refinement Protocol)フレームを送信し、ビームフォーミングトレーニングを行ってもよい。通信装置500は、BRPフレームを受信した場合、送信アンテナ及び受信アンテナのビームフォーミングトレーニングを行ってもよい。
通信装置500bは、送信したBRPフレームに対して通信装置500が応答しない場合、SSWフレームを送信してSLSを行ってもよい。
(ステップS2004)ステップS2003においてBRPまたはSLSによるビームフォーミングトレーニングを完了した場合、通信装置500は、データフレームの送信、受信を行う。
図13は、実施の形態1の変形例に係る通信装置がミリ波通信を行う手順の一例を説明するシーケンス図である。図13を用いて、通信装置500a、500b、500cが図11の手順を用いて通信を行う手順について詳細に説明する。
通信装置500aは、複数のDMG Beaconフレームを送信アンテナのアンテナ指向性を変えながら送信する。通信装置500aは、図12AのDMG BeaconフレームにDMG Beacon Sector Feedbackサブフィールドの値を1に設定して送信してもよい。通信装置500b、500cは、DMG Beaconフレームを受信し、ベストセクタ情報を記録する(ステップS2001に相当)。
通信装置500cは、通信装置500aのベストセクタ情報を図12BのSSW Feedbackエレメントに含めて図12AのDMG Beaconフレームを送信する(ステップS2002に相当)。通信装置500a、500bは、DMG Beaconフレームを受信し、SSW FeedbackエレメントのTarget MAC Addressフィールドに通信装置500a、500bのアドレスが含まれるか否かを調べ、ベストセクタ情報を取得する。
通信装置500aは、受信したDMG Beaconフレームに含まれるベストセクタ情報を用いてアンテナ101の指向性を設定し、通信装置500cへBRPフレームを送信する。通信装置500cは、BRPフレームを受信し、通信装置500aとのビームフォーミングトレーニングを実施する(ステップS2003に相当)。
なお、ステップS2003において、通信装置500aは、Probe Requestフレームを通信装置500cへ送信し、Probe Responseフレームを受信して通信装置500cの詳細情報(Capability情報)を取得してからBRPフレームを送信してもよい。通信装置500cの詳細情報に含まれる、BRPの拡張機能やMIMO機能をサポートするか否かを示す情報に基づき、BRPの拡張機能やMIMO機能を用いてBRP及びデータフレームの送受信を行うことができ、ビームフォーミングトレーニングの実行時間を短縮し、データ通信を効率よく行うことができる。
通信装置500a、500cは、BRPを完了した場合、データフレームの送信、受信を行う(ステップS2004に相当)。
通信装置500bは、通信装置500cと同様に、通信装置500aのベストセクタ情報を含めてDMG Beaconフレームを送信し(ステップS2002に相当)、BRPを実行し(ステップS2003に相当)、データ通信を行う(ステップS2004に相当)。
なお、通信装置500は、SSW Feedbackエレメントを受信した場合(ステップS2002に相当)、SSWフレームを送信してSLSによるビームフォーミングトレーニングを行ってもよい(ステップS4001)。
通信装置500aは、SSW Feedbackエレメントに通信装置500b、500cのベストセクタ情報を含め、DMG Beaconフレームを送信する(ステップS2002に相当)。
通信装置500bは、受信したベストセクタ情報に基づき、一例として、16個のセクタ(指向性)を選択して、16個のSSWフレームを送信する(ステップS4001)。一例として、通信装置500bは、ベストセクタ情報に含まれるセクタ番号1つと、ベストセクタと指向性が近い15個のセクタを選択して、ステップS2005のSSWフレームの送信に用いてもよい。
通信装置500aは、SSWフレームを受信した場合、SSW Feedbackフレームを通信装置500bへ送信する(ステップS4002)。また、通信装置500a、500bは、BRPを行い(ステップS2003に相当)、データ通信を行う(ステップS2004に相当)。
なお、ステップS2002において、通信装置500aは、既に無線リンクを確立している通信装置500に対しては、ベストセクタ情報の送信を省略してもよい。これにより、通信装置500aは、DMG Beaconフレームのデータ量を削減し、送信に係る遅延を短縮し、他の通信装置500への与干渉を低減することができる。
一例として、通信装置500aは、通信装置500b、500cとステップS2003において無線リンクを確立しているため、通信装置500b、500cのベストセクタ情報をDMG Beaconフレームに含めず送信してもよい。なお、この場合、通信装置500は、ステップS4001,S4002の手続きは省略してもよい。
なお、通信装置500は、既定の時間周期でDMG Beaconフレームの送信を行ってもよい。つまり、通信装置500は、ステップS2001又はS2002を周期的に行ってもよい。この周期(Beacon Interval:ビーコンインターバル)は、ステップS2001又はS2002を実行する毎に、10TU以上200TU未満の間でランダムに選択されてもよい。
以上のように、通信装置500は、DMG Beaconフレームにベストセクタ情報を含めて送信するので(ステップS2002)、SSWフレームを送受信せずに無線リンクを確立してBRPを行うので、データフレームの送受信を開始するまでの遅延を減らすことができ、SSWフレームを送信することによる他の通信装置500への与干渉を減らすことができる。
また、通信装置500は、ベストセクタ情報に基づきSSWフレームの送信数を減らしてSLSを行うので、データフレームの送受信を開始するまでの遅延を減らすことができ、SSWフレームを送信することによる他の通信装置500への与干渉を減らすことができる。
(実施の形態2)
図14は、実施の形態2に係る通信装置400の構成の一例を示す図である。通信装置400は、60GHzアンテナ101a、60GHz無線回路102a、60GHz MAC制御回路103a、ホストCPU104、周辺機器105、5.9GHzアンテナ401、5.9GHz無線回路402、5.9GHz MAC制御回路403、を含む。図2の通信装置100、300と同様の構成要素は、同じ附番をつけ、説明を省略する。なお、図14においては、60GHz帯の構成要素と5.9GHz帯の構成要素を区別するため、60GHzアンテナ101a、60GHz無線回路102a、60GHz MAC制御回路103aは、図2のアンテナ101、無線回路102、MAC制御回路103と同じ動作の構成要素であるが、「60GHz」と明記する。
通信装置400は、5.9GHz帯において無指向性のアンテナを用いてブロードキャスト送信を行うことで、低容量のデータを広い範囲の多数の通信装置に対して送信が可能である(図1Aのような状況)。通信装置400は、5.9GHz帯の無線通信では、ブロードキャスト送信を行うため送信先の通信装置のディスカバリが不要であり、また、無指向性のアンテナを用いることによりビームフォーミングトレーニングが不要であるため、データ通信開始までの遅延小さい。さらに、通信装置400は、60GHz帯の通信機能を備えることにより、大容量の通信が可能である。
5.9GHzアンテナ401は、5.9GHz帯における無線信号を送信及び受信する。5.9GHzアンテナ401は、無指向性のアンテナであってもよい。5.9GHz無線回路402は、5.9GHz帯の通信規格物理層、一例として、IEEE802.11p規格に準拠する無線信号を送信及び受信する。5.9GHz MAC制御回路403は、5.9GHz帯の通信規格MAC層、一例として、IEEE802.11p規格及びIEEE1609規格に準拠し、MAC制御を行う。
5.9GHz無線回路402が準拠する規格の一例として、IEEE802.11pを示したが、例えば、他の例として、IEEE802.11-2016、DSRC(Dedicated Short Range Communications)規格、LTE-V2X(Long Term Evolution-V2X)、C-V2X(Cellular V2X)であってもよい。また、5.9GHz無線回路402が無線通信を行う帯域の一例として5.9GHz帯を示したが、例えば、他の例として、760MHz帯(ARIB STD-T109:電波産業会標準規格T109)、2.4GHz帯及び5GHz帯、6GHz帯無線LAN(Wi-FiやIEEE802.11)であってもよい。
5.9GHz MAC制御回路403が準拠する規格の一例として、IEEE802.11p及びIEEE1609を示したが、例えば、他の例として、IEEE802.11-2016、WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment)規格、LTE-V2X(Long Term Evolution-V2X)、C-V2X(Cellular V2X)であってもよい。また、5.9GHz無線回路402が5.9GHzと異なる周波数帯域において、一例として、例えば、760MHz帯(ARIB STD-T109:電波産業会標準規格T109)、2.4GHz帯及び5GHz帯、6GHz帯無線LAN(Wi-FiやIEEE802.11)に準拠し動作する場合、5.9GHz MAC制御回路403は、対応する規格に準拠したMAC制御動作を行ってもよい。
図15は、実施の形態2に係る通信装置がミリ波通信を行う手順の一例を示すフローチャートである。図15は、通信装置400が、V2X通信システム1において通信を行う手順を示す。
(ステップS3001a)通信装置400は、60GHz帯において通信を行うチャネルに関する情報を含む、アドバタイズ情報を5.9GHz帯無線を用いて送信する。アドバタイズ情報は、IEEE1609.3-2016規格(非特許文献2)に記載されるWSA(WAVE Service Advertisement)フレームに含めてもよい。
図16は、実施の形態2に係るWSAフレームのフォーマットの一例を示す図である。図16に示す、60GHz帯のチャネルの情報を含むWSAフレームのフォーマットの一例を説明する。WSAフレームは、WSA Versionフィールド、WSA Header Option Indicatorフィールド、WSA Identifierフィールド、Content Countフィールド、WAVE Information Element Extensionフィールド、Service Infoセグメント、Channel Infoセグメント、WAVE Routing Advert.(Advertisement)を含む。
WSA Versionフィールドは、WSAフレームのバージョン情報を示す。WSA Header Option Indicatorフィールドは、オプションのフィールドである、WAVE Information Element Extensionフィールド、Service Infoセグメント、Channel Infoセグメント、WAVE Routing AdvertisementフィールドがそれぞれWSAフレームに含まれるか否かを示す。
WSA Identifierフィールドは、WSAフレームの識別情報を表す。通信装置400は、同様の値を含むWSAフレームを繰り返し送信してよいが、前回と異なるWSAフレームを送信する場合、前回と異なる値をWSA Identifierフィールドに設定する。また、通信装置400は、前回と同様のWSAフレームを繰り返して送信する場合、Content Countフィールドの値を増加させながら送信してもよい。
WAVE Information Element Extensionフィールドは、複数の情報エレメントを含むことができ、5.9GHz通信及び60GHz通信により提供されるサービスに関連する情報を含んでもよい。
Service Infoセグメントは、Service Info Countフィールド、PSIDフィールド、Channel Indexフィールド、Reserved(予約)ビット、Service Info Option Indicatorフィールド、Service Info WAVE Information Element Extensionフィールドを含む。
Service Infoセグメントは、Service Info Countフィールドを除くフィールドを複数セット含んでもよい。Service Info Countフィールドは、後続のフィールド(PSIDからWAVE Information Element Extensionフィールド)が何セット含まれるかを示す。
PSID(Provide Service Identifier)フィールドは、5.9GHz通信及び60GHz通信提供されるアプリケーションに関する値を含む。PSIDの値と内容との対応は、IEEE1609.12規格に規定される。
Channel Indexフィールドは、Service InfoセグメントのPSIDからWAVE Information Element Extensionフィールドによって示されるサービスが、いずれの無線チャネルによって提供されるかを示す値を含む。一例として、WSAフレームのChannel Infoセグメント(詳細後述)が4つのチャネル情報のセットを含み、Channel Indexフィールドの値が2である場合、WSAフレームのChannel Infoセグメントの2番目に情報が示されるチャネルにおいて、サービスが行われることを示す。
Service Info Option Indicatorフィールドは、後続のフィールドであるService Info WAVE Information Element Extensionフィールドを含むか否かを示す。
Service Info WAVE Information Element Extensionフィールドは、前述のWAVE Information Element Extensionフィールドと同様に提供されるサービスに関する情報を含むが、Channel Indexフィールドにより指定されるチャネルに固有のサービスの情報を含む。
図17は、実施の形態2に係るChannel Infoセグメントのフォーマットの一例を示す図である。Channel Infoセグメントは、Channel Info Countフィールド、Operating Classフィールド、Channel Numberフィールド、Transmit Power Levelフィールド、Adaptableフィールド、Data Rateフィールド、Channel Info Option Indicatorフィールド、Channel Info WAVE information Element Extensionフィールドを含む。
Channel Infoセグメントは、Channel Info Countフィールドを除くOperating ClassフィールドからChannel Info WAVE information Element Extensionフィールドまでのセット(以下。チャネル情報と呼ぶ)を複数含んでもよく、Channel Info Countフィールドは、セット数を示す。
図16のWSAフレームは、一例として、5.9GHz帯及び60GHz帯の2つのチャネル情報を含み、Channel Info Countフィールドの値は、2である。
Operating Classフィールドは、IEEE802.11規格に定められる、周波数帯域やチャネルのセットを識別する番号を含む。一例として、米国において5.9GHz帯のチャネル幅10MHzの通信を行う場合、5.9GHz帯チャネル情報のOperating Classフィールドの値は17である。別の例として、日本において60GHz帯のチャネル幅2.16GHzの通信を行う場合、60GHz帯チャネル情報のOperating Classフィールドの値は59である。
Channel Numberフィールドは、IEEE802.11規格に定められる、Operating Class内でのチャネル番号である。一例として、米国におけるOparating Class 17では、5.9GHz帯チャネル情報のChannel Numberフィールドの値は、171から184のいずれかの値である。別の例として、日本におけるOperating Class 59では、Channel Numberフィールドの値は、1から29のいずれかの値である。
Transmit Power Levelフィールドは、チャネルにおける送信電力(EIRP:等価等方輻射電力)の値(単位:dBm)を含む。
Adaptableフィールドは、Data Rateフィールドと組み合わせて用いられる。Adaptableフィールドの値が1である場合、Data Rateフィールドの値は、通信装置400が送信を行う際の最小データレートを示す。Adaptableフィールドの値が0である場合、通信装置400は、Data Rateフィールドの値に応じた固定のデータレートで送信を行う。
なお、Data Rateフィールドが示す値は、IEEE1609.3規格では、1Mbit/s以上63.5Mbit/sである。Data Rateフィールドの値は、Operating Classフィールドの値に応じて読み替えてもよい。一例として、Operating Classフィールドの値が、日本における59など60GHz帯を示す場合は、Data Rateフィールドの値を、5.9GHz帯の場合の値の1000倍と読み替え、1Gbit/s以上63.5Gbit/sの範囲の値を示すとしてもよい。
また、別の例として、60GHzチャネル情報においては、Data Rateの値を最大値である63.5Mbit/s以上を示す値に設定し、60GHz帯チャネルにおけるデータレートを示すサブフィールドを、後述するChannel Info optional WAVE Information Element Extensionフィールド内に含めてもよい。
Channel Info Option Indicatorフィールドは、チャネル情報において、Channel Info WAVE Information Element Extensionフィールドを含むか否かを示す。
Channel Info WAVE Information Element Extensionフィールドは、前述のWAVE Information Element Extensionフィールド(図16を参照)と同様に提供されるサービスに関する情報を含むが、Operating Classフィールド及びChannel Numberフィールドにより指定されるチャネルに固有のサービスの情報を含む。
通信装置400は、60GHz帯チャネルに関する情報をWSAフレームに含めて送信する場合、Channel Info WAVE Information Element Extensionフィールドに、図17に示すDMG Informationエレメントを含めて送信する。
DMG Informationエレメントは、WAVE Element IDフィールド、Primary Channel Numberフィールド、PHY Typeフィールド、DMG Beacon Requiredフィールド、BTI SSW Feedbackフィールド、Address Includedフィールド、Reserved(予約)ビット、MAC Addressフィールドを含む。
WAVE Element IDフィールドは、エレメントの種類(図17では、DMG Informationエレメント)を示す識別番号を示す。
Primary Channel Numberフィールドは、60GHz帯におけるプライマリチャネルの番号を示す。
PHY Typeフィールドは、通信装置400が60GHz帯において使用する、無線通信規格を示す。PHY Typeフィールドの値が0の場合、IEEE802.11ad規格(DMG:Directional Multi Gigabit)を表し、PHY Typeフィールドの値が1の場合、IEEE802.11ay規格(EDMG:Enhanced Directional Multi Gigabit)を表す。他の値、2から7は、将来規格のために予約されている。
DMG Beacon Requiredフィールドは、通信装置400が、図16のWSAフレームを受信した他の通信装置と通信を行う場合に、はじめにDMG Beaconフレームを受信する必要があるか否かを示す。詳細は、後述する。
BIT SSW Feedbackフィールドは、通信装置400が、図11のDMG Beaconを用いてSSWフィードバックを行う方式をサポートするか否かを示す。
Address includedフィールドは、MAC Addressフィールドが含まれるか否かを示す。
MAC Addressフィールドは、通信装置400が60GHz帯において使用するMACアドレスを示す。Address includedフィールドの値が0(MAC Addressフィールドを含まない)場合、通信装置400は、WSAフレームのヘッダ(図示せず)に含まれる、5.9GHz帯において使用するMACアドレスを、60GHz帯において用いる。なお、通信装置400が60GHz帯において、5.9GHz帯と同一のMACアドレスを用いてもよく、異なるMACアドレスを用いてもよい。
図15のステップS3001b以降について説明する。WSAフレーム(アドバタイズ情報)を受信した他の通信装置は、Operating Classフィールドに示すOperating Classにおける周波数帯における動作をサポートし、PHY Typeに示す通信規格をサポートする場合、他の通信装置は、Primary Channelフィールドが示すプライマリチャネルにおいて、フレームの送信を行う。
通信装置400は、WSAフレームに含まれるDMG Beacon Requiredフィールドの値を0に設定して送信した場合(ステップS3001bのYes)、他の通信装置からSSWフレームを受信し(ステップS3002)、WSAフレームに含まれるDMG Beacon Requiredフィールドの値を1に設定して送信した場合(ステップS3001bのNo)、他の通信装置からDMG Beaconフレームを受信する(ステップS3012)。なお、ステップS3001bにおいて、60GHz帯のチャネル情報が含まれないWSAフレームを受信した場合は、PBSS/BSSへのアソシエーション手続きを行ってもよい。
通信装置400は、ステップS3002においてISS用のSSWフレームを受信した後、RSS用のSSWフレームを送信して応答する(ステップS3003)。RSS用のSSWフレームに対して他の通信装置が応答し、SSW Feedbackフレームを受信した後(ステップS3004)、通信装置400は、SSW Ackフレームを送信し、SLSの成功を他の通信装置に通知する(ステップS3005)。
図18は、実施の形態2に係るSSWフレームのフォーマットの一例を示す図である。図18を用いて、ステップS3002において通信装置400が送信するSSWフレームのフォーマットを説明する。図18のSSWフレームは、SSW Feedbackフィールドに、OCB Modeサブフィールドを含む。SSWフレームの他のフィールド及びサブフィールドの説明は省略する(非特許文献1を参照)。
通信装置400は、ステップS3002において、OCBモードをサポートする場合、OCB Modeサブフィールドを1に設定してSSWフレームを送信する。他の通信装置400は、ステップS3003において、OCBモードをサポートする場合、図8AのSSWフレームのOCB Responseサブフィールドの値を1に設定して送信してもよい。
通信装置400は、ステップS3012においてDMG Beaconフレームを受信した後、RSS用のSSWフレームを送信して応答する(ステップS3013)。RSS用のSSWフレームに対して他の通信装置が応答し、通信装置400が、他の通信装置からのSSW Feedbackフレームを受信した場合(ステップS3014)、SLSは成功である。
通信装置400は、ステップS3012において、図7AのDMG BeaconフレームをOCB Modeサブフィールドの値を1に設定して送信してもよい。他の通信装置400は、ステップS3013において、図8AのSSWフレームをOCB Responseサブフィールドの値を1に設定にして送信してもよい。
通信装置400は、ステップS3005又はS3014において他の通信装置とのSLSに成功した場合、他の通信装置から60GHz帯データフレームを受信する。なお、ステップS3006において、通信装置400が他の通信装置にデータフレームを送信してもよい。
図19は、実施の形態2に係る通信装置がミリ波通信を行う手順の一例を示すシーケンス図である。図19を用いて、通信装置400dが、複数の他の通信装置400b、400cと図2の手順を用いて通信を行う方法を説明する。
図19において、“higher layer entities”は、一例として、ホストCPU104の動作を表す。また、“higher layer entities”は、一例として、SME(Station Management Entity:端末管理部)、サプリカント、ドライバ、OS、IEEE1609規格準拠ソフトウェアといったソフトウェアであってもよい。
なお、通信装置400は、IEEE1609規格準拠ソフトウェアを、60GHz MAC制御回路103及び5.9GHz MAC制御回路403上で動作させてもよい。また、通信装置400は、MAC制御回路413(図示なし)を備え、60GHz MAC制御回路103及び5.9GHz MAC制御回路403が行う共通の処理を行うようにし、IEEE1609規格準拠ソフトウェアを、MAC制御回路413において実行してもよい。
図19において、“60GHz MAC”は、60GHz MAC制御回路103の動作を表す。また、“5.9GHz MAC”は、5.9GHz MAC制御回路403の動作を表す。
図19のシーケンス図において、“higher layer entities”、“5.9GHz MAC”、 “60GHz MAC”以外の構成要素の動作(例えば、5.9GHz無線回路402、60GHz無線回路102の動作)の記載は省略する。
通信装置400dのhigher layer entitiesは、図16,図17の、5.9GHz帯及び60GHz帯のチャネル情報を含むWSAフレームを生成し、MA-UNITDATA.requestプリミティブを発行し、WSAフレームの送信を5.9GHz MACへ要求する。
通信装置400dの5.9GHz MACは、WSAフレームを5.9GHz帯無線通信において、ブロードキャスト送信を行う。ブロードキャスト送信により、複数の通信装置がフレームデータを受信できるので、通信装置400b、400cは、WSAフレームを受信する(ステップS3001aに相当)。
通信装置400b、400cの5.9GHz MACは、WSAフレームを受信した後、MA-UNITDATA.indicationプリミティブを発行し、データ受信を行ったことの通知と、WSAフレームのデータを、それぞれのhigher layer entitiesに通知する。
通信装置400b、400cのhigher layer entitiesは、受信したWSAフレームに含まれるチャネル情報に基づき、60GHz帯通信を開始する。通信装置400b、400cのhigher layer entitiesは、受信したDMG Beacon Requiredフィールドの値が0である場合、MLME-BF-TRAINING.requestプリミティブを発行し、SLSの実行をそれぞれの60GHz MACへ要求する(ステップS3002に相当)。
通信装置400b、400cのhigher layer entitiesは、WSAフレームのPrimary Channel Numberフィールドに含まれる情報に基づき、60GHz帯の指定されたプライマリチャネルにおいてビームフォーミングを行うよう、MLME-BF-TRAINING.requestプリミティブのパラメータを設定する。また、通信装置400b、400cのhigher layer entitiesは、SSWフレームの送信先を、WSAフレームのAddress Includedフィールド及びMAC Addressフィールド(存在する場合)に基づき決定し、MLME-BF-TRAINING.requestプリミティブのパラメータとして設定する。
通信装置400b、400cの60GHz MACは、SSWフレーム(ISS)を送信し(ステップS3003に相当)、SSWフレーム(RSS)を受信した後(ステップS3004に相当)、SSW Feedbackフレームを送信し(ステップS3005に相当)、SLSを完了する。
通信装置400b、400cの60GHz MACは、SSWフレームの送信が相互に競合しないよう、MLME-BF-TRAINING.requestプリミティブを受信した場合、ランダムな時間待機した後にSSWフレーム(ISS)の送信を開始してもよい。また、通信装置400b、400cのhigher layer entitiesは、WSAフレームを受信してから、ランダムな時間待機した後、MLME-BF-TRAINING.requestプリミティブを発行してもよい。
SLSが完了した後、通信装置400b、400cの60GHz MACは、MLME-BF-TRAINING.confirmプリミティブを発行し、higher layer entitiesにビームフォーミングトレーニングの完了を通知する。また、通信装置400dの60GHz MACは、MLME-BF-TRAINING.indicationプリミティブを発行し、higher layer entitiesにビームフォーミングトレーニングを通知する。
ビームフォーミングトレーニングを完了した通信装置間では、データ通信が可能である。例えば、図19において、通信装置400bのhigher layer entitiesは、MA-UNITDATA.requestプリミティブを発行し、60GHz MACへデータ送信を要求する。通信装置400bの60GHz MACは、RTSフレームの送信、DMG CTSフレームの受信、データフレームの送信、ACKフレームの受信を行うことにより、データ送信を完了する。通信装置400bの60GHz MACは、MA-UNITDATA.STATUS.indicationプリミティブを発行し、データ送信の完了をhigher layer entitiesへ通知する。
通信装置400dの60GHz MACは、MA-UNITDATA. indicationプリミティブを発行し、60GHz帯においてデータを受信したことをhigher layer entitiesに通知する。
図19のシーケンスにおいて、通信装置400dは、アソシエーションを行わないので、遅延を短縮して早期に通信装置400b、400cへのデータ送信を開始することができる。また、通信装置400dは、アドバタイズ情報に60GHz帯チャネル情報、MACアドレス、プライマリチャネルの情報を含めて5.9GHzにおいてブロードキャスト送信するので、DMG Beaconフレーム(非特許文献1参照)に比べてフレーム長が短いSSWフレーム(図18)を受信してビームフォーミングを行うことができ、60GHz帯におけるデータ送信を開始するまでの遅延を短縮することができる。
以上のように、通信装置400は、5.9GHz帯において無指向性のアンテナを用いてブロードキャスト送信を行うことで、低容量のデータを広い範囲の多数の通信装置に対して送信が可能である。通信装置400は、5.9GHz帯の無線通信では、ブロードキャスト送信を行うため送信先の通信装置のディスカバリが不要であり、また、無指向性のアンテナを用いることによりビームフォーミングトレーニングが不要であるため、データ通信開始までの遅延小さくすることができる。さらに、通信装置400は、60GHz帯の通信機能を備えることにより、大容量の通信が可能である。
上述の実施の形態において、各構成要素に用いた「・・・部」という表記は、「・・・回路(circuitry)」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。
以上、図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかである。そのような変更例または修正例についても、本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態における各構成要素は任意に組み合わされてよい。
本開示はソフトウェア、ハードウェア、又は、ハードウェアと連携したソフトウェアで実現することが可能である。上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、部分的に又は全体的に、集積回路であるLSIとして実現され、上記実施の形態で説明した各プロセスは、部分的に又は全体的に、一つのLSI又はLSIの組み合わせによって制御されてもよい。LSIは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部または全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。LSIはデータの入力と出力を備えてもよい。LSIは、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、汎用プロセッサ又は専用プロセッサで実現してもよい。また、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。本開示は、デジタル処理又はアナログ処理として実現されてもよい。
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得る。
本開示は、通信機能を持つあらゆる種類の装置、デバイス、システム(通信装置と総称)において実施可能である。通信装置の、非限定的な例としては、電話機(携帯電話、スマートフォン等)、タブレット、パーソナル・コンピューター(PC)(ラップトップ、デスクトップ、ノートブック等)、カメラ(デジタル・スチル/ビデオ・カメラ等)、デジタル・プレーヤー(デジタル・オーディオ/ビデオ・プレーヤー等)、着用可能なデバイス(ウェアラブル・カメラ、スマートウオッチ、トラッキングデバイス等)、ゲーム・コンソール、デジタル・ブック・リーダー、テレヘルス・テレメディシン(遠隔ヘルスケア・メディシン処方)デバイス、通信機能付きの乗り物又は移動輸送機関(自動車、飛行機、船等)、及び上述の各種装置の組み合わせがあげられる。
通信装置は、持ち運び可能又は移動可能なものに限定されず、持ち運びできない又は固定されている、あらゆる種類の装置、デバイス、システム、例えば、スマート・ホーム・デバイス(家電機器、照明機器、スマートメーター又は計測機器、コントロール・パネル等)、自動販売機、その他IoT(Internet of Things)ネットワーク上に存在し得るあらゆる「モノ(Things)」をも含む。
通信には、セルラーシステム、無線LANシステム、通信衛星システム等によるデータ通信に加え、これらの組み合わせによるデータ通信も含まれる。
また、通信装置には、本開示に記載される通信機能を実行する通信デバイスに接続又は連結される、コントローラやセンサー等のデバイスも含まれる。例えば、通信装置の通信機能を実行する通信デバイスが使用する制御信号やデータ信号を生成するような、コントローラやセンサーが含まれる。
また、通信装置には、上記の非限定的な各種装置と通信を行う、あるいはこれら各種装置を制御する、インフラストラクチャ設備、例えば、基地局、アクセスポイント、その他あらゆる装置、デバイス、システムが含まれる。
<本開示のまとめ>
本開示に係る通信装置は、他の通信装置との通信に用いる制御フレーム及びデータフレームの送受信制御を行うMAC制御回路と、前記制御フレーム及び前記データフレームを、送信アンテナ及び受信アンテナを用いて、無線通信する無線回路と、を含み、前記無線回路が、前記制御フレームのうち、前記他の通信装置からOCB Responseサブフィールドを含むSSWフレームを受信した場合、前記MAC制御回路は、前記OCB Responseサブフィールドに応じて、通信装置と前記他の通信装置と間で、データ通信を実行するか否かを判断する。
本開示に係る通信装置は、前記MAC制御回路が、前記通信装置と前記他の通信装置と間で、前記データ通信を実行しないと判断した場合、前記MAC制御回路は、SLS(Sector Level Sweep)または、BRP(Beam Refinement Protocol)を実行して、前記他の通信装置に対して、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナのアンテナ指向性トレーニングの制御を行う。
本開示に係る通信装置は、前記MAC制御回路が、前記通信装置と前記他の通信装置と間で、前記データ通信を実行すると判断した場合、前記MAC制御回路は、PBSS(Personal Basic Service Set)を実行して、前記他の通信装置に対して、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの前記アンテナ指向性トレーニングの制御を行う。
本開示に係る通信方法は、通信装置の無線回路の受信アンテナが、他の通信装置との通信に用いる制御フレームのうち、前記他の通信装置からOCB Responseサブフィールドを含むSSWフレームを受信し、前記制御フレーム及びデータフレームの送受信制御を行うMAC制御回路が、前記OCB Responseサブフィールドに応じて、前記通信装置と前記他の通信装置と間で、データ通信を実行するか否かを判断する。
本開示に係る通信方法は、前記MAC制御回路が、前記通信装置と前記他の通信装置と間で、前記データ通信を実行しなしと判断した場合、前記MAC制御回路が、SLS(Sector Level Sweep)または、BRP(Beam Refinement Protocol)を実行して、前記他の通信装置に対して、送信アンテナ及び前記受信アンテナのトレーニングの制御を行う。
本開示に係る通信方法は、前記MAC制御回路は、前記通信装置と前記他の通信装置と間で、前記データ通信を実行すると判断した場合、PBSS(Personal Basic Service Set)を実行して、前記他の通信装置に対して、送信アンテナ及び前記受信アンテナのトレーニングの制御を行う。