JP7476975B2 - 無線装置及び通信方法 - Google Patents

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Description

本発明は、無線通信技術に関する。
基地局と端末との間を無線で接続する無線システムとして、無線ＬＡＮ（Local Area Network）が知られている。
無線ＬＡＮの基地局及び端末は、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）又はＣＳＭＡ／ＣＡを拡張したアクセス制御方式であるＥＤＣＡ（Enhanced Distribution Channel Access）を用いてチャネルにアクセスしてデータを送信する。ＥＤＣＡは、送信するデータをアクセスカテゴリＶＯ、ＶＩ、ＢＥ、ＢＫに分類する。アクセスカテゴリＶＯ、ＶＩ、ＢＥ、ＢＫには、ＶＯ、ＶＩ、ＢＥ、ＢＫの順に送信が優先されるようにアクセスパラメータが割り当てられている。
ネットワークゲームや工業ロボットなどのリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ；Real Time Application）では、絶対的な遅延又はジッタに関する要求条件があるトラヒックが発生する。例えば、低遅延が要求されるトラヒックが発生する。ＥＤＣＡはこのような要求条件を満たすことができないことがある。
IEEE Std 802.11-2016,"10.22.2 HCF contention based channel access （EDCA）", 7 December 2016.
本発明は、基地局と端末との間の通信遅延を改善する技術を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態に係る無線装置は、第１のチャネルを用いて無線信号を送受信するように構成された第１の無線信号処理部と、前記第１のチャネルとは異なる第２のチャネルを用いて無線信号を送受信するように構成された第２の無線信号処理部と、前記第１の無線信号処理部と第１の端末との間のリンクである第１のリンク及び前記第２の無線信号処理部と前記第１の端末との間のリンクである第２のリンクを管理するリンクマネジメント部と、を備え、前記リンクマネジメント部は、前記第１の端末から、第１のトラヒック種別に関連するデータ交換を要求する第１の要求信号を受信し、前記第１の要求信号に基づいて、前記第２のリンクに前記第１のトラヒック種別を対応付け、前記第１のトラヒック種別とは異なる第２のトラヒック種別が前記第２のリンクに対応付けられている場合に、前記第１の要求信号に基づいて、前記第２のリンクから前記第１のリンクへ前記第２のトラヒック種別の対応付けを変更する。
本発明によれば、基地局と端末との間の通信遅延を改善する技術が提供される。
図１は、本発明の一実施形態に係る通信システムを示す図である。 図２は、図１の通信システムで使用されるＭＡＣフレームのフォーマットを示す図である。 図３は、図１に示した基地局のハードウェア構成を示すブロック図である。 図４は、図１に示した基地局の機能構成を示すブロック図である。 図５は、図１に示した端末のハードウェア構成を示すブロック図である。 図６は、図１に示した端末の機能構成を示すブロック図である。 図７は、図１に示した基地局のチャネルアクセス機能を示す図である。 図８は、図１の通信システムにおけるマルチリンクセットアップを示すフローチャートである。 図９は、図６に示したリンク管理情報を示す図である。 図１０は、図４に示したリンク管理情報を示す図である。 図１１は、図１の通信システムにおけるＴＩＤ－Ｌｉｎｋマッピングを示すシーケンス図である。 図１２は、図４に示したビーコン管理部により送信されるビーコンフレーム中のFrame Bodyフィールドを示す図である。 図１３は、図１に示した端末により実行されるＴＩＤ－Ｌｉｎｋマッピングを示すフローチャートである。 図１４は、図１に示した基地局により実行されるＴＩＤ－Ｌｉｎｋマッピングを示すフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る通信システム１を概略的に示している。図１に示すように、通信システム１は、基地局１０、端末２０、及びサーバ３０を備える。
基地局１０は、無線ＬＡＮのアクセスポイント（ＡＰ）として機能する。基地局１０は、インターネットなどのネットワークＮＷに接続される。基地局１０は、１つのチャネル又は複数の異なるチャネルを用いて端末２０に接続され得る。本明細書では、基地局１０と端末２０との間における複数の異なるチャネルを用いた無線接続のことを「マルチリンク」と呼ぶ。基地局１０と端末２０との間の通信は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいている。
端末２０は、無線通信機能を有する無線端末装置である。端末２０は、スマートフォン、タブレット、ノートパソコンなどの携帯型の端末であってもよい。端末２０は、デスクトップパソコンなどの固定型の端末であってもよい。端末２０は、基地局１０を介してネットワークＮＷにアクセスする。例えば、端末２０は、基地局１０を介してサーバ３０とデータを交換する。
基地局１０と端末２０との間のデータ通信は、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルに基づいている。ＯＳＩ参照モデルでは、通信機能が７階層（第１層：物理層、第２層：データリンク層、第３層：ネットワーク層、第４層：トランスポート層、第５層：セッション層、第６層：プレゼンテーション層、第７層：アプリケーション層）に分割される。また、データリンク層は、例えばＬＬＣ（Logical Link Control）層と、ＭＡＣ（Media Access Control）層と、を含む。ＬＬＣ層では、例えば上位のアプリケーションから入力されたデータにＤＳＡＰ（Destination Service Access Point）ヘッダ及びＳＳＡＰ（Source Service Access Point）ヘッダなどが付加されてＬＬＣパケットが形成される。ＭＡＣ層では、例えばＬＬＣパケットにＭＡＣヘッダが付加されてＭＡＣフレームが形成される。
サーバ３０は、様々な情報を保持することが可能であり、例えば端末２０を対象としたコンテンツのデータを保持している。サーバ３０は、ネットワークＮＷに接続され、ネットワークＮＷを介して基地局１０と通信するように構成される。基地局１０とサーバ３０との間の通信は、有線通信、無線通信、又はこれらの組み合わせであってよい。
通信システム１は、基地局１２、及び端末２２、２４、２６をさらに備えてよい。端末２２、２４は基地局１０に接続される。端末２６は基地局１２に接続され、基地局１２はネットワークＮＷに接続される。基地局１２は基地局１０からの無線信号が届く領域内に位置する。基地局１０、１２は基本サービスセット（ＢＳＳ；Basic Service Set）１４、１６を形成する。ＢＳＳ１４は基地局１０及び端末２０、２２、２４を含み、ＢＳＳ１６は基地局１２及び端末２６を含む。
基地局１２は基地局１０と同じ構成を有することができる。このため、代表として基地局１０について説明し、基地局１２についての説明は省略する。端末２２、２４、２６は端末２０と同じ構成を有することができる。このため、代表として端末２０について説明し、端末２２、２４、２６についての説明は省略する。
図２は、基地局１０と端末２０との間の通信で使用されるＭＡＣフレームのフォーマットの一例を示している。図２に示すように、ＭＡＣフレームに含まれるフィールドとして、例えばFrame Controlフィールド、Durationフィールド、Address1フィールド、Address2フィールド、Address3フィールド、Sequence Controlフィールド、Address4フィールド、QoS Controlフィールド、HT Controlフィールド、Frame Bodyフィールド、及びＦＣＳ（Frame Check Sequence）フィールドがある。これらのフィールドは、無線フレームの種類により含まれるものと含まれないものがある。
Frame ControlフィールドからHT Controlフィールドまでは、ＭＡＣヘッダに対応する。Frame Bodyフィールドは、ＭＡＣペイロードに対応する。ＦＣＳフィールドは、ＭＡＣヘッダ及びFrame Bodyフィールドに対する誤り検出に使用される誤り検出符号を格納する。
Frame Controlフィールドは、様々な制御情報、例えば、Type値、Subtype値、To DS（Distribution System）値、及びFrom DS値を含む。
Type値は、ＭＡＣフレームがマネージメントフレームであるのか、制御フレームであるのか、データフレームであるのかを示す。Subtype値は、Type値と組み合わせて使用されることでＭＡＣフレームのフレームタイプを示す。例えば、“00/1000（Type値/Subtype値）”は、ＭＡＣフレームがビーコン信号であることを示す。また、“00/0100（Type値/Subtype値）”は、ＭＡＣフレームがプローブリクエストであることを示す。また、“00/0101（Type値/Subtype値）”は、ＭＡＣフレームがプローブレスポンスであることを示す。
To DS値及びFrom DS値は、その組み合わせにより異なる意味を有する。例えば、ＭＡＣフレームがデータフレームであるときのTo DS値“０”は受信局が端末であることを示し、“１”は受信局が基地局であることを示す。また、ＭＡＣフレームがデータフレームであるときのFrom DS値“０”は送信局が端末であることを示し、“１”は送信局が基地局であることを示す。一方、ＭＡＣフレームがマネージメントフレーム又は制御フレームであるときのTo DS値及びFrom DS値は、例えば“０”に固定される。
Durationフィールドは、無線回線を使用する予定期間を示す。Addressフィールドは、BSSID、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＭＡＣアドレス、送信者端末のアドレス、受信者端末のアドレスなどを示す。使用されるAddressフィールドの数は、フレームタイプによって変化する。Sequence Controlフィールドは、ＭＡＣフレームのシーケンス番号と、フラグメントのためのフラグメント番号と、を示す。QoS Controlフィールドは、ＭＡＣフレームにおけるQoS（Quality of Service）機能に利用される。QoS Controlフィールドは、トラヒック種別（TID）サブフィールドを含んでいてよい。HT Controlフィールドは、高スループット機能のためのControlフィールドである。Frame Bodyフィールドは、フレームタイプに応じた情報を含む。例えば、フレームタイプがデータフレームである場合のFrame Bodyフィールドには送信データが格納される。
図３は、基地局１０のハードウェア構成の一例を示している。図３に示すように、基地局１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、無線通信モジュール１０４、及び有線通信モジュール１０５を備える。
ＣＰＵ１０１は、様々なプログラムを実行することが可能な回路であり、基地局１０の全体の動作を制御する。ＲＯＭ１０２は、不揮発性の半導体メモリであり、基地局１０を制御するためのプログラム及び制御データなどを格納している。ＲＡＭ１０３は、例えば揮発性の半導体メモリであり、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用される。無線通信モジュール１０４は、無線信号によるデータの送受信に使用される回路であり、アンテナに接続される。無線通信モジュール１０４はアンテナを含んでいてもよい。また、無線通信モジュール１０４は、複数の周波数帯にそれぞれ対応する複数の通信モジュールを含む。有線通信モジュール１０５は、有線信号によるデータの送受信に使用される回路であり、ネットワークＮＷに接続される。
図４は、基地局１０の機能構成の一例を示している。図４に示すように、基地局１０は、データ処理部１００、ＭＡＣフレーム処理部１１０、マネジメント部１２０、及び無線信号処理部１３０、１４０、１５０を備える。データ処理部１００、ＭＡＣフレーム処理部１１０、及びマネジメント部１２０をリンクマネジメント部ＬＭ１と総称する。データ処理部１００、ＭＡＣフレーム処理部１１０、マネジメント部１２０、及び無線信号処理部１３０、１４０、１５０に関して説明する処理は、例えば、ＣＰＵ１０１及び無線通信モジュール１０４によって実現される。
データ処理部１００は、入力されたデータに対して、ＬＬＣ層の処理と上位層の処理とを実行し得る。例えば、データ処理部１００は、ネットワークＮＷ上のコンピュータから受信したデータをＭＡＣフレーム処理部１１０に送出する。また、データ処理部１００は、ＭＡＣフレーム処理部１１０から受け取ったデータをネットワークＮＷ上のコンピュータに送信する。
ＭＡＣフレーム処理部１１０は、入力されたデータに対してＭＡＣ層の処理を実行する。ＭＡＣフレーム処理部１１０は、データ処理部１００から入力されたデータからＭＡＣフレームを生成する。ＭＡＣフレーム処理部１１０は、マネジメント部１２０から入力されたデータ（例えば後述する応答信号）を含むＭＡＣフレームを生成する。また、ＭＡＣフレーム処理部１１０は、無線信号処理部１３０、１４０、１５０のそれぞれから入力されたＭＡＣフレームからデータを復元する。復元されたデータが制御データ（例えば後述する要求信号）である場合、ＭＡＣフレーム処理部１１０は復元されたデータをマネジメント部１２０に送出する。データからＭＡＣフレームを生成する処理及びＭＡＣフレームからデータを復元する処理は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいていてよい。
マネジメント部１２０は、ＭＡＣフレーム処理部１１０を介して無線信号処理部１３０、１４０、１５０から受け取った通知に基づいて、各端末とのリンクを管理する。マネジメント部１２０は、リンク管理情報１２１を含む。リンク管理情報１２１は、例えば、ＲＡＭ１０３に格納され、基地局１０に無線接続されている端末（例えば図１に示した端末２０、２２、２４の各々）に関する情報を含む。
マネジメント部１２０は、アソシエーション処理部１２２及び認証処理部１２３をさらに含む。アソシエーション処理部１２２は、無線信号処理部１３０、１４０、１５０のいずれかを介して端末から接続要求を受信した場合に、アソシエーションに関するプロトコルを実行する。認証処理部１２３は、アソシエーション完了後に、認証に関するプロトコルを実行する。
無線信号処理部１３０、１４０、１５０は、異なるチャネルを用いて無線信号を送受信する。例えば、無線信号処理部１３０は６ＧＨｚ帯の無線信号を取り扱い、無線信号処理部１４０は５ＧＨｚ帯の無線信号を取り扱い、無線信号処理部１５０は２．４ＧＨｚ帯の無線信号を取り扱う。無線信号処理部１３０、１４０、１５０は、基地局１０のアンテナを共有する。他の実施形態では、無線信号処理部１３０、１４０、１５０は、個々のアンテナを使用してよい。
無線信号処理部１３０、１４０、１５０は、端末との通信に使用される。例えば、無線信号処理部１３０、１４０、１５０の各々は、ＭＡＣフレーム処理部１１０から入力されたＭＡＣフレームにプリアンブル及びＰＨＹヘッダなどを付加して、無線フレームを生成する。そして、無線信号処理部１３０、１４０、１５０の各々は、無線フレームを無線信号に変換し、基地局１０のアンテナを介して無線信号を送信する。また、無線信号処理部１３０、１４０、１５０の各々は、基地局１０のアンテナを介して受信した無線信号を無線フレームに変換する。そして、無線信号処理部１３０、１４０、１５０の各々は、無線フレームからＭＡＣフレームを抽出し、抽出したＭＡＣフレームをＭＡＣフレーム処理部１１０に送出する。
このように、無線信号処理部１３０、１４０、１５０の各々は、入力されたデータ又は無線信号に対してＭＡＣ層の処理の一部と第１層の処理とを実行し得る。
無線信号処理部１３０、１４０、１５０の各々には、端末ごとにトラヒック種別（ＴＩＤ）が対応付けられる。例えば、端末２０に関して、ＴＩＤ＃１が無線信号処理部１３０に対応付けられている。この場合、無線信号処理部１３０は、ＴＩＤ＃１に関連するデータを端末２０と交換するために使用される。例えば、データ処理部１００がサーバ３０からＴＩＤ＃１に関連する端末２０宛てのデータを受信したときに、ＭＡＣフレーム処理部１１０は、そのデータを含むＭＡＣフレームを生成し、無線信号処理部１３０を通じて端末２０にＭＡＣフレームを送信する。また、ＭＡＣフレーム処理部１１０は、無線信号処理部１３０を通じて端末２０からＴＩＤ＃１に関連するデータを含むＭＡＣフレームを受信する。ＴＩＤの対応付けに関する情報は、リンク管理情報１２１に含まれる。
マネジメント部１２０は、マルチリンクに関する属性をリンクに設定する。属性の例は、アンカー及びＬＬ（Low Latency）を含む。アンカーに設定されているリンクをアンカーリンクと呼び、ＬＬに設定されているリンクをＬＬリンクと呼ぶ。アンカーリンクは、割り当てられたデータの送受信の他に、マルチリンクの動作に関連する制御情報を送受信する。ＬＬリンクは、所定のＴＩＤに関連するデータ交換に使用される。所定のＴＩＤは、ＲＴＡ（Real Time Application）トラヒックのような最優先で処理すべきトラヒックに割り当てられるトラヒック種別を示す。所定のＴＩＤは後述するアクセスカテゴリＬＬに対応する。言い換えると、所定のＴＩＤに関連するデータはアクセスカテゴリＬＬに分類される。ＬＬリンクは、所定のＴＩＤであるＴＩＤ＃３に関連するトラヒックがあるときには、ＴＩＤ＃３に関連するデータ交換に専用に使用され、ＴＩＤ＃３に関連するトラヒックがないときには、他のＴＩＤに関連するデータ交換に使用されてよい。マネジメント部１２０は、ＭＡＣフレーム処理部１１０を用いて、リンクに設定すべき属性を指示する属性情報を端末に送信する。属性情報は、例えば、後述するプローブレスポンスに含まれてよい。
マネジメント部１２０は、マッピング部１２４をさらに含む。マッピング部１２４は、マルチリンクで接続されている端末からの要求に応じてＴＩＤの対応付けを制御する。例えば、マッピング部１２４は、端末２０から、ＴＩＤ＃３に関連するデータ交換を要求する要求信号を受信する。具体的には、ＭＡＣフレーム処理部１１０が、端末２０から要求信号を受信し、受信した要求信号をマッピング部１２４に送出する。マッピング部１２４は、端末２０から要求信号を受信すると、ＬＬリンクをＴＩＤ＃３に関連するデータ交換に専用に使用するように、ＴＩＤの対応付けを変更する。要求信号は、例えば、マネージメントフレームの一種であり得る。
マネジメント部１２０はビーコン管理部１２５をさらに含む。ビーコン管理部１２５はチャネル（リンク）ごとにビーコン信号を送信する。ビーコン管理部１２５は、各チャネルのためのビーコン信号を生成し、ＭＡＣフレーム処理部１１０を介して無線信号処理部１３０、１４０、１５０のうちのそのチャネルに対応する無線信号処理部にビーコン信号を送出する。無線信号処理部は、ビーコン信号を周期的にブロードキャストする。他の実施形態では、ビーコン管理部１２５は、アンカーリンクとして使用される単一のチャネルでビーコン信号を送信してよい。
マッピング部１２４及びビーコン管理部１２５については後に詳細に説明する。
図５は、端末２０のハードウェア構成の一例を示している。図５に示すように、端末２０は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、無線通信モジュール２０４、ディスプレイ２０５、及びストレージ２０６を備える。
ＣＰＵ２０１は、様々なプログラムを実行することが可能な回路であり、端末２０の全体の動作を制御する。ＲＯＭ２０２は、不揮発性の半導体メモリであり、端末２０を制御するためのプログラム及び制御データなどを格納している。ＲＡＭ２０３は、例えば揮発性の半導体メモリであり、ＣＰＵ２０１の作業領域として使用される。無線通信モジュール２０４は、無線信号によるデータの送受信に使用される回路であり、アンテナに接続される。無線通信モジュール２０４はアンテナを含んでいてもよい。また、無線通信モジュール２０４は、例えば複数の周波数帯にそれぞれ対応する複数の通信モジュールを含む。ディスプレイ２０５は、例えばアプリケーションソフトに対応するＧＵＩ（Graphical User Interface）などの画像を表示する。ディスプレイ２０５は、端末２０の入力インタフェースとしての機能を有していてもよい。例えば、タッチパネルがディスプレイ２０５に設けられていてもよい。端末２０はディスプレイを備えていなくてもよい。ストレージ２０６は、不揮発性の記憶装置であり、例えば端末２０のシステムソフトウェアなどを格納する。
図６は、端末２０の機能構成の一例を示している。図６に示すように、端末２０は、データ処理部２００、ＭＡＣフレーム処理部２１０、マネジメント部２２０、無線信号処理部２３０、２４０、２５０、及びアプリケーション実行部２６０を備える。データ処理部２００、ＭＡＣフレーム処理部２１０、及びマネジメント部２２０をリンクマネジメント部ＬＭ２と総称する。データ処理部２００、ＭＡＣフレーム処理部２１０、マネジメント部２２０、及び無線信号処理部２３０、２４０、２５０に関して説明する処理は、例えばＣＰＵ２０１及び無線通信モジュール２０４によって実現される。
データ処理部２００は、入力されたデータに対して、ＬＬＣ層の処理と上位層の処理とを実行し得る。例えば、データ処理部２００は、アプリケーション実行部２６０から受け取ったデータをＭＡＣフレーム処理部２１０に送出する。また、データ処理部２００は、ＭＡＣフレーム処理部２１０から受け取ったデータをアプリケーション実行部２６０に送出する。
ＭＡＣフレーム処理部２１０は、入力されたデータに対してＭＡＣ層の処理を実行する。ＭＡＣフレーム処理部２１０は、データ処理部２００から入力されたデータからＭＡＣフレームを生成する。ＭＡＣフレーム処理部２１０は、マネジメント部２２０から入力されたデータ（例えば後述する要求信号）を含むＭＡＣフレームを生成する。また、ＭＡＣフレーム処理部２１０は、無線信号処理部２３０、２４０、２５０のそれぞれから入力されたＭＡＣフレームからデータを復元する。復元されたデータが制御データ（例えば後述する応答信号）である場合、ＭＡＣフレーム処理部２１０は、復元されたデータをマネジメント部２２０に送出する。データからＭＡＣフレームを生成する処理及びＭＡＣフレームからデータを復元する処理は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいていてよい。
マネジメント部２２０は、ＭＡＣフレーム処理部２１０を介して無線信号処理部２３０、２４０、２５０から受け取った通知に基づいて、基地局とのリンクを管理する。マネジメント部２２０は、リンク管理情報２２１を含む。リンク管理情報２２１は、例えばＲＡＭ２０３に格納され、端末２０に無線接続されている基地局（例えば図１に示した基地局１０）に関する情報を含む。
マネジメント部２２０は、アソシエーション処理部２２２及び認証処理部２２３をさらに含む。アソシエーション処理部２２２は、アソシエーションに関するプロトコルを実行する。例えば、アソシエーション処理部２２２は、無線信号処理部２３０、２４０、２５０のいずれかを介して基地局１０に接続要求を送信する。認証処理部２２３は、アソシエーション完了後に、認証に関するプロトコルを実行する。
無線信号処理部２３０、２４０、２５０は、異なるチャネルを用いて無線信号を送受信する。例えば、無線信号処理部２３０は６ＧＨｚ帯の無線信号を取り扱い、無線信号処理部２４０は５ＧＨｚ帯の無線信号を取り扱い、無線信号処理部２５０は２．４ＧＨｚ帯の無線信号を取り扱う。無線信号処理部２３０、２４０、２５０は、端末２０のアンテナを共有する。他の実施形態では、無線信号処理部２３０、２４０、２５０は、個々のアンテナを使用してよい。
無線信号処理部２３０、２４０、２５０は、基地局との通信に使用される。例えば、無線信号処理部２３０、２４０、２５０の各々は、ＭＡＣフレーム処理部２１０から入力されたＭＡＣフレームにプリアンブル及びＰＨＹヘッダなどを付加して、無線フレームを生成する。そして、無線信号処理部２３０、２４０、２５０の各々は、無線フレームを無線信号に変換し、端末２０のアンテナを介して無線信号を送信する。また、無線信号処理部２３０、２４０、２５０の各々は、端末２０のアンテナを介して受信した無線信号を無線フレームに変換する。そして、無線信号処理部２３０、２４０、２５０の各々は、無線フレームからＭＡＣフレームを抽出し、抽出したＭＡＣフレームをＭＡＣフレーム処理部２１０に送出する。
このように、無線信号処理部２３０、２４０、２５０の各々は、入力されたデータ又は無線信号に対してＭＡＣ層の処理の一部と第１層の処理とを実行し得る。
無線信号処理部２３０、２４０、２５０の各々には、トラヒック種別（ＴＩＤ）が対応付けられる。例えば、ＴＩＤ＃１が無線信号処理部２３０に対応付けられている。この場合、無線信号処理部２３０は、ＴＩＤ＃１に関連するデータを基地局１０と交換するために使用される。具体的には、データ処理部２００がアプリケーション実行部２６０からＴＩＤ＃１に関連するサーバ３０宛てのデータを受け取ったときに、ＭＡＣフレーム処理部２１０は、そのデータを含むＭＡＣフレームを生成し、無線信号処理部２３０を通じて基地局１０にＭＡＣフレームを送信する。また、ＭＡＣフレーム処理部２１０は、無線信号処理部２３０を通じて基地局１０からＴＩＤ＃１に関連するデータを含むＭＡＣフレームを受信する。ＴＩＤの対応付けに関する情報は、リンク管理情報２２１に含まれる。
マネジメント部２２０は、マッピング部２２４をさらに含む。マッピング部２２４は、ＴＩＤの対応付けを制御する。例えば、マッピング部２２４は、データ処理部２００を介してアプリケーション実行部２６０からＴＩＤ＃３に関連するトラヒックが発生することが通知されると、ＴＩＤ＃３に関連するデータ交換を要求する要求信号を基地局１０に送信する。マッピング部２２４は、基地局１０から要求信号に対する応答信号を受信すると、ＬＬリンクをＴＩＤ＃３に関連するデータ交換に専用に使用するようにＴＩＤの対応付けを変更する。応答信号は、例えば、マネージメントフレームの一種であり得る。マッピング部２２４については後に詳細に説明する。
アプリケーション実行部２６０は、データ処理部２００から入力されたデータを利用するアプリケーションを実行する。例えば、アプリケーション実行部２６０は、アプリケーションの情報をディスプレイ２０５に表示することができる。また、アプリケーション実行部２６０は、ユーザによる入力インタフェースの操作に基づいて動作し得る。
通信システム１では、基地局１０の無線信号処理部１３０、１４０、１５０がそれぞれ端末２０の無線信号処理部２３０、２４０、２５０と接続可能に構成される。つまり、無線信号処理部１３０、２３０間は６ＧＨｚ帯を用いて無線接続され得る。無線信号処理部１４０、２４０間は５ＧＨｚ帯を用いて無線接続され得る。無線信号処理部１５０、２５０間は２．４ＧＨｚ帯を用いて無線接続され得る。本明細書において、無線信号処理部を“ＳＴＡ機能”と呼ぶこともある。
図７は、基地局１０のリンクマネジメント部ＬＭ１のチャネルアクセス機能を示している。端末２０のリンクマネジメント部ＬＭ２は、基地局１０のリンクマネジメント部ＬＭ１と同様のチャネルアクセス機能を有することができる。このため、端末２０のリンクマネジメント部ＬＭ２のチャネルアクセス機能については説明を省略する。
図７に示すように、リンクマネジメント部ＬＭ１は、データカテゴライズ部１２６、送信キュー１２７Ａ、１２７Ｂ、１２７Ｃ、１２７Ｄ、１２７Ｅ、ＣＳＭＡ／ＣＡ実行部１２８Ａ、１２８Ｂ、１２８Ｃ、１２８Ｄ、１２８Ｅ、及びデータ衝突管理部１２９をさらに含む。例えば、チャネルアクセス機能はＥＤＣＡを用いて実現される。
データカテゴライズ部１２６は、データ処理部１００から入力されたデータをトラヒック種別によりカテゴライズする。カテゴリとしては、例えば“ＬＬ（Low Latency）”、“ＶＯ（Voice）”、“ＶＩ（Video）”、“ＢＥ（Best Effort）”、及び“ＢＫ（Background）”が設定される。ＬＬは、低遅延が求められるデータ（例えばＲＴＡデータ）に適用される。このため、ＬＬのデータは、ＶＯ、ＶＩ、ＢＥ及びＢＫのいずれのデータよりも優先して送信されることが好ましい。例えば、データカテゴライズ部１２６は、所定のＴＩＤ（例えばＴＩＤ＃３）に関連するデータをカテゴリＬＬに分類する。
そして、データカテゴライズ部１２６は、カテゴライズしたデータを含むＭＡＣフレームを、送信キュー１２７Ａ～１２７Ｅのいずれかに入力する。具体的には、ＬＬのデータを含むＭＡＣフレームが送信キュー１２７Ａに入力される。ＶＯのデータを含むＭＡＣフレームが送信キュー１２７Ｂに入力される。ＶＩのデータを含むＭＡＣフレームが送信キュー１２７Ｃに入力される。ＢＥのデータを含むＭＡＣフレームが送信キュー１２７Ｄに入力される。ＢＫのデータを含むＭＡＣフレームが送信キュー１２７Ｅに入力される。各カテゴリのデータを含むＭＡＣフレームは、送信キュー１２７Ａ～１２７Ｅのうちの対応する送信キューに蓄積される。
ＣＳＭＡ／ＣＡ実行部１２８Ａ～１２８Ｅは、ＣＳＭＡ／ＣＡにおいて、キャリアセンスにより他の端末などによる無線信号の送信がないことを確認しつつ、予め設定されたアクセスパラメータにより規定された時間だけ送信を待つ。そして、ＣＳＭＡ／ＣＡ実行部１２８Ａ～１２８Ｅは、それぞれ送信キュー１２７Ａ～１２７ＥからＭＡＣフレームを取り出し、取り出したＭＡＣフレームをデータ衝突管理部１２９を介して無線信号処理部１３０、１４０、１５０のいずれかに出力する。すると、当該ＭＡＣフレームを含む無線信号が、ＣＳＭＡ／ＣＡによって送信権が獲得された無線信号処理部（ＳＴＡ機能）によって送信される。
ＣＳＭＡ／ＣＡ実行部１２８Ａは、送信キュー１２７Ａに保持されたＬＬのデータを含むＭＡＣフレームに対するＣＳＭＡ／ＣＡを実行する。ＣＳＭＡ／ＣＡ実行部１２８Ｂは、送信キュー１２７Ｂに保持されたＶＯのデータを含むＭＡＣフレームに対するＣＳＭＡ／ＣＡを実行する。ＣＳＭＡ／ＣＡ実行部１２８Ｃは、送信キュー１２７Ｃに保持されたＶＩのデータを含むＭＡＣフレームに対するＣＳＭＡ／ＣＡを実行する。ＣＳＭＡ／ＣＡ実行部１２８Ｄは、送信キュー１２７Ｄに保持されたＢＥのデータを含むＭＡＣフレームに対するＣＳＭＡ／ＣＡを実行する。ＣＳＭＡ／ＣＡ実行部１２８Ｅは、送信キュー１２７Ｅに保持されたＢＫのデータを含むＭＡＣフレームに対するＣＳＭＡ／ＣＡを実行する。
なお、ＥＤＣＡでは、アクセスパラメータは、例えばＬＬ、ＶＯ、ＶＩ、ＢＥ、ＢＫの順に無線信号の送信が優先されるように割り当てられる。アクセスパラメータは、例えばＣＷmin、ＣＷmax、ＡＩＦＳ、ＴＸＯＰLimitを含んでいる。ＣＷmin及びＣＷmaxは、衝突回避のための送信待ちの時間であるコンテンションウインドウＣＷ（Contention Window）の最小値及び最大値をそれぞれ示している。ＡＩＦＳ（Arbitration Inter Frame Space）は、優先制御機能を備える衝突回避制御のためにアクセスカテゴリ毎に設定された固定の送信待ちの時間を示している。ＴＸＯＰLimitは、チャネルの占有時間に対応するＴＸＯＰ（Transmission Opportunity）の上限値を示している。例えば、送信キューは、ＣＷmin及びＣＷmaxが短いほど、送信権を得やすくなる。送信キューの優先度は、ＡＩＦＳが小さいほど高くなる。一度の送信権で送信されるデータの量は、ＴＸＯＰLimitの値が大きいほど多くなる。
データ衝突管理部１２９は、複数のＣＳＭＡ／ＣＡ実行部が同一のＳＴＡ機能で送信権を獲得した場合に、データの衝突を防止する。具体的には、データ衝突管理部１２９は、カテゴリが異なり且つ同一のＳＴＡ機能で送信権が獲得されたデータの送信タイミングを調整し、優先度のより高いカテゴリのデータを含むＭＡＣフレームをＳＴＡ機能に送出する。例えば、ＬＬの送信キュー１２７ＡのＣＳＭＡ／ＣＡによって送信権を獲得したＳＴＡ機能が、その他の送信キュー１２７Ｂ～１２７ＥのいずれかのＣＳＭＡ／ＣＡによって送信権を獲得したＳＴＡ機能と同時に送信権を獲得する場合がある。この場合、データ衝突管理部１２９は、送信キュー１２７Ａに格納されたＭＡＣフレームを優先してＳＴＡ機能に送出する。その他の送信キュー１２７Ｂ～１２７Ｅの組み合わせにおいても同様に、カテゴリに設定された優先度に基づいた順番でＭＡＣフレームが送信される。これにより、同一のＳＴＡ機能に送信が割り当てられたデータ同士の衝突が防止される。
本実施形態では、リンクマネジメント部ＬＭ１、ＬＭ２がチャネルアクセス機能を実装する形態について記載しているが、各ＳＴＡ機能がチャネルアクセス機能を実装してもよい。リンクマネジメント部ＬＭ１、ＬＭ２がチャネルアクセス機能を実装する場合、各ＳＴＡ機能が、対応するリンクにおける無線チャネルの状態（アイドル／ビジー）を検出して、リンクマネジメント部ＬＭ１、ＬＭ２が、データの送信可否を判断する（例えばどのリンクを使って送信するか）。一方で、各ＳＴＡ機能がチャネルアクセス機能を実装する場合、各ＳＴＡ機能が独立してキャリアセンスを実行して、データを送信すればよい。このとき、複数のリンクが同時に使用された場合のチャネルアクセスは、複数のＳＴＡ機能間のやりとりによってアクセスパラメータが共通化されることによって実行されてもよく、リンクマネジメント部ＬＭ１、ＬＭ２によってアクセスパラメータが共通化されることによって実行されてもよい。基地局１０及び端末２０は、データを複数のＳＴＡ機能間で共通のアクセスパラメータに基づいて送信することによって、複数のリンクを同時に使うことができる。
次に、通信システム１のマルチリンクに関連する動作の一例について説明する。以下の説明では、説明を簡潔にするために、基地局１０及び端末２０は、２つのＳＴＡ機能ＳＴＡ１及びＳＴＡ２でマルチリンクを確立するものとする。
図８は、通信システム１におけるマルチリンクセットアップの手順を概略的に示している。
まず、端末２０は、基地局１０にプローブリクエストを送信する（図８のステップＳ１０）。プローブリクエストは、端末２０の周辺に基地局１０が存在するか否かを確認する信号である。プローブリクエストのFrame Controlフィールドは、例えば“00/0100（Type値/Subtype値）”を含む。
基地局１０は、端末２０からプローブリクエストを受信すると、端末２０にプローブレスポンスを送信する（ステップＳ１１）。プローブレスポンスは、基地局１０が端末２０からのプローブリクエストに対する応答に使用される信号である。プローブレスポンスのFrame Controlフィールドは、例えば“00/0101（Type値/Subtype値）”を含む。
端末２０は、基地局１０からプローブレスポンスを受信すると、少なくとも１つのＳＴＡ機能を介して、基地局１０にマルチリンクアソシエーションリクエストを送信する（ステップＳ１２）。マルチリンクアソシエーションリクエストは、基地局１０にマルチリンクの確立を要求するための信号である。例えば、マルチリンクアソシエーションリクエストは、端末２０のマネジメント部２２０及びＭＡＣフレーム処理部２１０によって生成される。マルチリンクアソシエーションリクエストのFrame Controlフィールドは、例えば“00/0000（Type値/Subtype値）”を含む。
基地局１０のマネジメント部１２０は、端末２０からマルチリンクアソシエーションリクエストを受信すると、１つのＳＴＡ機能を使用したマルチリンクアソシエーション処理を実行する（ステップＳ１３）。具体的には、基地局１０は、端末２０との間で、１つ目のＳＴＡ機能のアソシエーション処理を実行する。そして、１つ目のＳＴＡ機能において無線接続（リンク）が確立されると、マネジメント部１２０は、リンクが確立されている１つ目のＳＴＡ機能を用いて、２つ目のＳＴＡ機能のアソシエーション処理を実行する。つまり、リンクが確立されていないＳＴＡ機能のアソシエーション処理に、リンクが確立されているＳＴＡ機能が使用される。少なくとも２つのＳＴＡ機能のアソシエーション処理が完了すると、基地局１０は、マルチリンクを確立する。
なお、１つ目のＳＴＡ機能においてリンクが確立されるときに、マルチリンクが確立されてもよい。例えば、基地局１０と端末２０とのそれぞれが、アソシエーション処理に先立って、マルチリンクのケーパビリティ、マルチリンクの対象となるリンク及びそれぞれのリンクにおけるオペレーションパラメータなどを通知することにより、マルチリンクのためのアソシエーションが一括で実行され得る。具体的には、マネジメント部１２０及び２２０は、１つ目のＳＴＡ機能がアソシエーションを開始するときに、マルチリンクの確立を指示し、マルチリンクの対象とするリンクなどを指定する。すると、マネジメント部１２０及び２２０が、それぞれリンクのアソシエーションを実行し、これらのリンクをマルチリンクとして管理する。
続いて、基地局１０のマネジメント部１２０は、リンク管理情報１２１を更新する（ステップＳ１４）。なお、本例では２つのリンクが確立された後にステップＳ１４の処理が実行されているが、リンク管理情報１２１は、リンク状態が更新する度に更新されてもよいし、マルチリンクが確立された際に更新されてもよい。
基地局１０は、端末２０にマルチリンク確立レスポンスを送信する（ステップＳ１５）。マルチリンク確立レスポンスは、基地局１０が端末２０からのマルチリンクリクエストに対する応答に使用される信号である。マルチリンク確立レスポンスのFrame Controlフィールドは、例えば“00/0001（Type値/Subtype値）”を含む。端末２０のマネジメント部２２０は、マルチリンク確立レスポンスを受信したことに基づいて、基地局１０との間のマルチリンクが確立されたことを認識する。
端末２０のマネジメント部２２０は、マルチリンク確立レスポンスを受信すると、リンク管理情報２２１を更新する（ステップＳ１６）。つまり、端末２０は、基地局１０とのマルチリンクが確立されたことを、リンク管理情報２２１に記録する。これにより、実施形態に係る通信システム１におけるマルチリンクのセットアップが完了し、マルチリンクを用いたデータ通信が、基地局１０と端末２０との間において可能となる。
図９、図１０、図１１を参照して、通信システム１におけるＴＩＤ－Ｌｉｎｋマッピングについて説明する。本実施形態では、基地局と端末との間における６ＧＨｚ帯のチャネルを用いた無線接続を第１のリンクと呼び、基地局と端末との間における５ＧＨｚ帯のチャネルを用いた無線接続を第２のリンクと呼び、基地局と端末との間における２．４ＧＨｚ帯のチャネルを用いた無線接続を第３のリンクと呼ぶ。例えば、第１のリンクは基地局の無線信号処理部１３０と端末の無線信号処理部２３０との間のリンクを指し、第２のリンクは基地局の無線信号処理部１４０と端末の無線信号処理部２４０との間のリンクを指し、第３のリンクは基地局の無線信号処理部１５０と端末の無線信号処理部２５０との間のリンクを指す。
図９は、端末２０が保持するリンク管理情報２２１の一例を示している。図９において、「ＳＴＡ１」は無線信号処理部２３０を表し、「ＳＴＡ２」は無線信号処理部２４０を表し、「ＳＴＡ３」は無線信号処理部２５０を表す。
図９に示すように、リンク管理情報２２１は、無線信号処理部２３０、２４０、２５０の各々について、リンク情報、チャネル情報、マルチリンク情報、及びＴＩＤ情報を含む。リンク情報は、基地局とのリンクが確立されているか否かを示す。リンク情報「あり」はリンクが確立されていることを表し、リンク情報「なし」はリンクが確立されていないことを表す。チャネル情報は使用中のチャネルを示す。マルチリンク情報は、リンクがマルチリンクを構成するか否かを示す情報を含む。マルチリンク情報は、リンクの属性を示す情報をさらに含んでよい。ＴＩＤ情報は、リンクに対応付けられているＴＩＤを示す。
図９の上部に示すリンク管理情報２２１では、第１及び第２のリンクが確立されており、これらのリンクがマルチリンクを構成する。無線信号処理部２３０と基地局１０との間のリンク及び無線信号処理部２４０と基地局１０との間のリンクが確立されている。第１のリンクはアンカーリンクに設定され、第２のリンクはＬＬリンクに設定されている。無線信号処理部２３０は、６ＧＨｚ帯のチャネルである、チャネル番号が１のチャネルを使用する。無線信号処理部２４０は、５ＧＨｚ帯のチャネルである、チャネル番号が３のチャネルを使用する。第１のリンクは、ＴＩＤ＃１に関連するデータ交換に使用される。ＴＩＤ＃１は、ＬＬ以外のカテゴリ、例えば、ＢＥに対応する。第２のリンクは、ＴＩＤ＃２に関連するデータ交換に使用される。ＴＩＤ＃２は、ＬＬ以外のカテゴリ、例えば、ＶＩに対応する。第３のリンクは確立されていない。このため、無線信号処理部２５０に関するチャネル情報、マルチリンク情報、及びＴＩＤ情報はブランクとなっている。
なお、１つのＴＩＤが複数のリンク（複数の無線信号処理部）に対応付けられていてもよい。例えば、ＴＩＤ＃１が第１のリンク及び第２のリンクの両方に対応付けられていてもよい。この場合、第１のリンク及び第２のリンクがＴＩＤ＃１に関連するデータ交換に使用される。
図１０は、基地局１０が保持するリンク管理情報１２１の一例を示している。図１０において、「ＳＴＡ１」は無線信号処理部１３０を表し、「ＳＴＡ２」は無線信号処理部１４０を表し、「ＳＴＡ３」は無線信号処理部１５０を表す。
図１０に示すように、リンク管理情報１２１は、無線信号処理部１３０、１４０、１５０の各々について、リンク情報、チャネル情報、マルチリンク情報、端末情報、及びＴＩＤ情報を含む。リンク情報は、少なくとも１つの端末とのリンクが確立されているか否かを示す。チャネル情報は使用中のチャネルを示す。マルチリンク情報は、リンクがマルチリンクを構成するか否かを示す情報を含む。マルチリンク情報は、リンクに設定される属性を示す情報をさらに含んでよい。端末情報は、リンクが確立されている端末を識別する識別情報を含む。図１０において、識別情報ａ、ｂ、ｃはそれぞれ図１に示した端末２０、２２、２４を表す。ＴＩＤ情報は、リンクに対応付けられているＴＩＤを示す。ＴＩＤ情報は端末の各々について設定される。
図１０の上部に示すリンク管理情報１２１によると、第１及び第２のリンクが確立されており、これらのリンクがマルチリンクを構成する。無線信号処理部１３０と端末２０、２２、２４との間のリンク及び無線信号処理部１４０と端末２０、２２、２４との間のリンクが確立されている。第１のリンクはアンカーリンクに設定され、第２のリンクはＬＬリンクに設定されている。無線信号処理部１３０は、チャネル番号が１のチャネルを使用する。無線信号処理部１４０は、チャネル番号が３のチャネルを使用する。第１のリンクは、端末２０のＴＩＤ＃１、端末２２のＴＩＤ＃１、端末２４のＴＩＤ＃１に関連するデータを交換するために使用される。第２のリンクは、端末２０のＴＩＤ＃２、端末２４のＴＩＤ＃２に関連するデータを交換するために使用される。第３のリンクは確立されていない。具体的には、無線信号処理部１５０と端末２０、２２、２４との間のリンクはいずれも確立されていない。このため、無線信号処理部１５０に関するチャネル情報、マルチリンク情報、端末情報、及びＴＩＤ情報はブランクとなっている。
図１１は、ＴＩＤ－Ｌｉｎｋマッピングのシーケンスを概略的に示している。図１１に示すシーケンスは、ＴＩＤ＃３に関連するトラヒックであるＬＬトラヒックが端末２０において発生することにより開始する。ＬＬトラヒックが発生した時点において、基地局１０が図１０の上部に示されるリンク管理情報１２１を保持し、端末２０が図９の上部に示されるリンク管理情報２２１を保持しているとする。
図１１のステップＳ１１０１において、端末２０は、ＬＬトラヒックの競合遅延を低減するために、基地局１０に対してＴＩＤ－Ｌｉｎｋマッピングネゴシエーションを行う。例えば、端末２０は、ＴＩＤ＃３に関連するデータ交換を要求する要求信号を基地局１０に送信する。
基地局１０は、端末２０から要求信号を受信すると、ＬＬリンクである第２のリンクをＴＩＤ＃３に関連するデータ交換に専用に使用することを決定する。基地局１０は、端末２０に関して、第２のリンクにＴＩＤ＃３を対応付ける。さらに、基地局１０は、端末２０に関して、第２のリンクから第１のリンクへＴＩＤ＃２の対応付けを変更する。すなわち、基地局１０は、端末２０に関して、第２のリンクとＴＩＤ＃２との対応付けを削除し、第１のリンクにＴＩＤ＃２を対応付ける。
続いて、基地局１０は、端末２２、２４の各々に関して、第２のリンクにＴＩＤ＃３（ＬＬトラヒック）とは異なるＴＩＤが対応付けられているかを確認する。基地局１０は、端末２２に関しては、第２のリンクにいずれのＴＩＤも対応付けられていないことを認識し、端末２４に関しては、第２のリンクにＴＩＤ＃２が対応付けられていることを認識する。
ステップＳ１１０４において、基地局１０は、端末２４に対してＴＩＤ－Ｌｉｎｋマッピングネゴシエーションを行う。具体的には、基地局１０は、第１のリンクをＴＩＤ＃２に関連するデータ交換に使用することを要求する要求信号を端末２４に送信する。端末２４は、基地局１０から要求信号を受信すると、第１のリンクをＴＩＤ＃２に関連するデータ交換に使用することを決定する。端末２４は、第２のリンクから第１のリンクへＴＩＤ＃２の対応付けを変更する。
ステップＳ１１０５において、端末２４は、要求信号に対する応答信号を基地局１０に送信する。基地局１０は、端末２４から応答信号を受信すると、端末２４に関して、第２のリンクから第１のリンクへＴＩＤ＃２の対応付けを変更する。
ステップＳ１１０６において、基地局１０は、端末２０から受信した要求信号に対する応答信号を端末２０に送信する。端末２０は、基地局１０から応答信号を受信すると、第２のリンクにＴＩＤ＃３を対応付け、第２のリンクから第１のリンクへＴＩＤ＃２の対応付けを変更する。
ここで参照する例では、上述したように、端末２２に関しては第２のリンクにいずれのＴＩＤも対応付けられていない。このため、基地局１０は、端末２２に対するＴＩＤ－Ｌｉｎｋマッピングネゴシエーション（ステップＳ１１０２）を省略してよい。端末２２に関して第２のリンクにＬＬトラヒックに対応するＴＩＤとは異なるＴＩＤが対応付けられている例では、基地局１０は、端末２２に対するＴＩＤ－Ｌｉｎｋマッピングネゴシエーションを行い（ステップＳ１１０２）、端末２２から応答信号を受信する（ステップＳ１１０３）。
図１１に示す手順は変更されてよい。例えば、ステップＳ１１０６に示す処理は、ステップＳ１１０１とステップＳ１１０２との間で実行されてよい。
図９の下部に端末２０が保持するＴＩＤ－Ｌｉｎｋマッピング後のリンク管理情報２２１が示されている。図９に示すように、ＴＩＤ＃１、＃２が第１のリンクに対応付けられ、ＴＩＤ＃３が第２のリンクに対応付けられている。第１のリンクはＴＩＤ＃１、＃２に関連するデータ交換に使用され、第２のリンクはＴＩＤ＃３に関連するデータ交換に使用される。
図１０の下部に基地局１０が保持するＴＩＤ－Ｌｉｎｋマッピング後のリンク管理情報１２１が示されている。図１０に示すように、端末２０に関して、ＴＩＤ＃１、＃２が第１のリンクに対応付けられ、ＴＩＤ＃３が第２のリンクに対応付けられている。端末２２に関して、ＴＩＤ＃１が第１のリンクに対応付けられている。端末２４に関して、ＴＩＤ＃１、＃２が第１のリンクに対応付けられている。第１のリンクは、端末２０とＴＩＤ＃１、＃２に関連するデータを交換するために、端末２２とＴＩＤ＃１に関連するデータを交換するために、端末２４とＴＩＤ＃１、＃２に関連するデータを交換するために、使用される。第２のリンクは、端末２０とＴＩＤ＃３に関連するデータを交換するために使用される。
このように、ＴＩＤ＃３に関連するトラヒックが端末２０において発生すると、ＢＳＳ１４において、第２のリンクがＴＩＤ＃３に関連するデータ交換に専用に使用されるようになる。
図１２は、基地局１０によりブロードキャストされるビーコンフレーム中のFrame Bodyフィールドを概略的に示している。図１２に示すように、ビーコンフレーム中のFrame Bodyフィールドは、マルチリンク（ＭＬ）ケーパビリティ情報、運用パラメータ、ＬＬリンク識別子、及びＬＬトラヒック情報を含む。
ＭＬケーパビリティ情報は、マルチリンク機能をサポートしているか否かを示す。例えば、ＭＬケーパビリティ情報“１”はマルチリンク機能をサポートしていることを表し、ＭＬケーパビリティ情報“０”はマルチリンク機能をサポートしていないことを表す。運用パラメータは、マルチリンクに使用可能なリンクを示す情報及び各リンクに関する情報を含む。ＬＬリンク識別子は、ＬＬリンクとして使用されるチャネルを示す。ＬＬリンク識別子は、ＴＩＤ＃３に関連するデータ交換に使用するチャネルを識別する識別情報に相当する。ビーコン信号をチャネルごとに送信する実施形態では、ＬＬリンク識別子は、当該ビーコン信号が送信されるチャネルがＬＬリンクとして使用されているか否かを示す情報であってよい。ＬＬトラヒック情報は、ＬＬトラヒック（例えばＴＩＤ＃３に関連するトラヒック）が発生しているか否かを示す。ＬＬトラヒック情報は、ＬＬリンク識別子により示されるチャネルをＴＩＤ＃３に関連するデータ交換に使用しているか否かを示すトラヒック情報に相当する。
ビーコン管理部１２５は、図１に示した基地局１２から受信したビーコン信号を分析する。ビーコン管理部１２５は、受信したビーコン信号からＬＬリンク識別子及びＬＬトラヒック情報を抽出する。
ビーコン管理部１２５は、抽出されたＬＬリンク識別子に基づいて、基地局１２（又はＢＳＳ１６）においてＬＬリンクとして使用されるチャネルを特定する。ビーコン管理部１２５は、基地局１２においてＬＬリンクとして使用されるチャネルが基地局１０（又はＢＳＳ１４）においてアンカーリンクとして使用されるチャネルと同じであるか否かを判定する。基地局１２においてＬＬリンクとして使用されるチャネルが基地局１０においてアンカーリンクとして使用されるチャネルと同じである場合、マネジメント部１２０は、アンカーリンクを他のチャネルに変更する。例えば、基地局１２がチャネル１ｃｈをＬＬリンクとして使用している場合、基地局１０のマネジメント部１２０は、３ｃｈをアンカーリンクとして使用する。ビーコン信号を単一のアンカーリンクで送信する実施形態において、ＢＳＳ１６においてＬＬトラヒックが発生した場合に、基地局１０からのビーコン信号が当該ＬＬトラヒックの遅延を増大させることを回避することができる。
同様に、基地局１２は、基地局１０においてＬＬリンクとして使用されるチャネルと異なるチャネルをアンカーリンクとして使用する。これにより、ＢＳＳ１４においてＬＬトラヒックが発生した場合に、基地局１２からのビーコン信号が当該ＬＬトラヒックの遅延を増大させることを回避することができる。
ビーコン管理部１２５は、抽出したＬＬトラヒック情報に基づいて、ＢＳＳ１６においてＬＬトラヒックが発生しているか否かを判断する。ビーコン管理部１２５がＢＳＳ１６においてＬＬトラヒックが発生していることを検出した場合、マッピング部１２４は、ＢＳＳ１６においてＬＬリンクに使用されるチャネルに対応する自局のリンクにＬＬトラヒックに対応するＴＩＤとは異なるＴＩＤが対応付けられているか否かを判断する。リンクにＬＬトラヒックに対応するＴＩＤとは異なるＴＩＤ＃２が対応付けられている場合、マッピング部１２４は、このリンクから他のリンクへＴＩＤ＃２の対応付けを変更する。これにより、競合による遅延の発生がなくなる又は低減する。その結果、ＢＳＳ１６において基地局と端末との間での通信遅延が改善する。
ＢＳＳ１４においてＬＬトラヒックが発生している場合には、基地局１２は基地局１０と同様に動作する。その結果、ＢＳＳ１４において基地局と端末との間での通信遅延が改善する。
図１３は、端末２０におけるＴＩＤ－Ｌｉｎｋマッピングの手順例を概略的に示している。ここでは、図９の上部に示されるリンク管理情報２２１のように、基地局１０と端末２０との間でマルチリンクのセットアップが完了しているものとする。
図１３のステップＳ１３０１において、データ処理部２００は、ＴＩＤ＃３に関連するトラヒックであるＬＬトラヒックが発生したことを検出する。例えば、データ処理部２００は、アプリケーション実行部２６０からＬＬトラヒックが発生することを通知されると、ＬＬトラヒックの発生をマネジメント部２２０のマッピング部２２４に通知する。
ステップＳ１３０２において、マッピング部２２４は、ＬＬリンクである第２のリンクをＴＩＤ＃３に関連するデータ交換に専用に使用することを決定する。
ステップＳ１３０３において、マッピング部２２４は、基地局１０に対してＴＩＤ－Ｌｉｎｋマッピングネゴシエーションを行う。具体的には、マッピング部２２４は、ＴＩＤ＃３に関連するデータ交換を要求する要求信号を基地局１０に送信する。
ステップＳ１３０４において、マッピング部２２４は、基地局１０から要求信号に対する応答信号を受信する。
ステップＳ１３０５において、マッピング部２２４は、第２のリンクにＴＩＤ＃３を対応付ける。
ステップＳ１３０５において、マッピング部２２４は、他のＴＩＤが第２のリンクに対応付けられているか否かを判断する。他のＴＩＤが第２のリンクに対応付けられていない場合（ステップＳ１３０６；Ｎｏ）、処理は終了となる。
他のＴＩＤが第２のリンクに対応付けられている場合（ステップＳ１３０６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１３０７に進む。ステップＳ１３０７において、マッピング部２２４は、他のＴＩＤの対応付けを変更する。例えば、マッピング部２２４は、ＴＩＤ＃２が第２のリンクに対応付けられていることを認識し、第２のリンクから第１のリンクへＴＩＤ＃２の対応付けを変更する。
図１４は、基地局１０におけるＴＩＤ－Ｌｉｎｋマッピングの手順例を概略的に示している。ここでは、図１０の上部に示されるリンク管理情報１２１のように、基地局１０と端末２０、２２、２４との間でマルチリンクのセットアップが完了しているものとする。
図１４のステップＳ１４０１において、マッピング部１２４は、端末２０から、ＴＩＤ＃３に関連するデータ交換を要求する要求信号を受信する。
ステップＳ１４０２において、マッピング部１２４は、ＬＬリンクに設定されている第２のリンクをＴＩＤ＃３に関連するデータ交換に専用に使用することを決定する。例えば、マッピング部１２４は、端末２０に関して、第２のリンクにＴＩＤ＃３を対応付ける。
ステップＳ１４０３において、マッピング部１２４は、端末２０に関して、他のＴＩＤが第２のリンクに対応付けられているか否かを判断する。他のＴＩＤが第２のリンクに対応付けられていない場合（ステップＳ１４０３；Ｎｏ）、処理はステップＳ１４０５に進む。
他のＴＩＤが第２のリンクに対応付けられている場合（ステップＳ１４０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１４０４に進む。ステップＳ１４０４において、マッピング部１２４は、他のＴＩＤの対応付けを変更する。例えば、マッピング部１２４は、ＴＩＤ＃２が第２のリンクに対応付けられていることを認識し、第２のリンクから第１のリンクへＴＩＤ＃２の対応付けを変更する。
ステップＳ１４０５において、マッピング部１２４は、他の端末に関して、他のＴＩＤが第２のリンクに対応付けられているか否かを判断する。他のＴＩＤが第２のリンクに対応付けられていない場合（ステップＳ１４０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ１４０９に進む。
他のＴＩＤが第２のリンクに対応付けられている場合（ステップＳ１４０５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１４０６に進む。ステップＳ１４０６において、マッピング部１２４は、他のＴＩＤの対応付けを変更することを要求する要求信号を他の端末に送信する。例えば、マッピング部１２４は、端末２４に関してＴＩＤ＃２が第２のリンクに対応付けられていることを認識し、第１のリンクをＴＩＤ＃２に関連するデータ交換に使用することを要求する要求信号を端末２４に送信する。端末２４は、基地局１０から要求信号を受信すると、第１のリンクをＴＩＤ＃２に関連するデータ交換に使用することを決定し、第２のリンクから第１のリンクへＴＩＤ＃２の対応付けを変更する。続いて、端末２４は、要求信号に対する応答信号を基地局１０に送信する。
ステップＳ１４０７において、マッピング部１２４は、端末２４から応答信号を受信する。
ステップＳ１４０８において、マッピング部１２４は、端末２４に関して、第２のリンクから第１のリンクへＴＩＤ＃２の対応付けを変更する。
ステップＳ１４０９において、マッピング部１２４は、端末２０から受信した要求信号に対する応答信号を端末２０に送信する。
ステップＳ１４１０において、ビーコン管理部１２５は、ＬＬトラヒックがあることを示す情報をＬＬトラヒックフィールドに格納したビーコン信号を周期的に送信する。
以上のように、通信システム１では、端末２０においてＴＩＤ＃３に関連するトラヒックが発生すると、端末２０は、ＴＩＤ＃３に関連するデータ交換を要求する要求信号を基地局１０に送信する。基地局１０は、端末２０から要求信号を受信すると、ＬＬリンクにＴＩＤ＃３を対応付ける。さらに、他のＴＩＤ（例えばＴＩＤ＃１）がＬＬリンクに対応付けられている場合、基地局１０は、ＬＬリンクから他のリンクへ他のＴＩＤの対応付けを変更する。基地局１０は応答信号を端末２０に送信する。端末２０は、基地局１０から応答信号を受信すると、ＬＬリンクにＴＩＤ＃３を対応付ける。さらに、他のＴＩＤ（例えばＴＩＤ＃１）がＬＬリンクに対応付けられている場合、端末２０は、ＬＬリンクから他のリンクへ他のＴＩＤの対応付けを変更する。これにより、基地局１０と端末２０との間において、ＬＬリンクはＴＩＤ＃３に関連するデータを選択的に交換するために使用されるようになる。その結果、ＴＩＤ＃３に関連するデータは基地局１０と端末２０との間で低遅延で送信又は受信される。基地局１０と端末２０との間のＬＬトラヒックに関する通信遅延が改善する。
端末２２に関してＴＩＤ＃１がＬＬリンクに対応付けられている場合、基地局１０は、他のリンクをＴＩＤ＃１に関するデータ交換に使用することを要求する要求信号を端末２２に送信する。端末２２は、基地局１０から要求信号を受信すると、ＬＬリンクから他のリンクへＴＩＤ＃１の対応付けを変更する。端末２２は応答信号を基地局１０に送信する。基地局１０は、端末２２から応答信号を受信すると、ＬＬリンクから他のリンクへＴＩＤ＃１の対応付けを変更する。これにより、基地局１０と端末２２との間において、ＬＬリンクはＴＩＤ＃１に関連するデータ交換に使用されないようになる。その結果、ＴＩＤ＃３に関連するデータは基地局１０と端末２０との間でより低遅延で送信又は受信される。基地局１０と端末２０との間のＬＬトラヒックに関する通信遅延がより改善する。
基地局１０は、ＬＬリンクとして使用されるチャネルを示すＬＬリンク識別子と、ＬＬトラヒックが発生しているか否かを示すＬＬトラヒック情報と、を含むビーコン信号を送信する。基地局１０に隣接する基地局１２は、基地局１０からのビーコン信号を受信する。
基地局１２は、ビーコン信号に含まれるＬＬリンク識別子により示されるチャネルとは異なるチャネルのリンクをアンカーリンクに設定する。これにより、ＢＳＳ１４においてＬＬトラヒックが発生した場合に、基地局１２からのビーコン信号が当該ＬＬトラヒックの遅延を増大させることを回避することができる。その結果、基地局１０と端末２０との間のＬＬトラヒックに関する通信遅延がより改善する。
基地局１２は、ビーコン信号に含まれるＬＬトラヒック情報に基づいて、ＢＳＳ１４においてＬＬトラヒックが発生しているか否かを判断する。基地局１２は、ＢＳＳ１４においてＬＬトラヒックが発生していることを検出した場合、ＬＬリンク識別子により示されるチャネルに対応する自局のリンクに他のＴＩＤ（例えばＴＩＤ＃２）が対応付けられているか否かを判断する。基地局１２は、ＴＩＤ＃２が対応付けられている場合、他のリンクへＴＩＤ＃２の対応付けを変更する。これにより、競合による遅延の発生がなくなる又は低減する。その結果、基地局１０と端末２０との間のＬＬトラヒックに関する通信遅延がより改善する。
上記の実施形態では、基地局１０及び端末２０が各々３つの無線信号処理部を備え、マルチリンクが２つのリンクにより構成される例について説明した。マルチリンクは３つのリンクにより構成されていてもよい。他の実施形態では、基地局１０及び端末２０が各々４つ又はそれ以上の無線信号処理部を備えてよい。
上述した実施形態では、ＳＴＡ機能は、互いに異なる周波数帯のチャネルを用いて無線信号を送受信するように構成されている。他の実施形態では、ＳＴＡ機能は、同一の周波数帯に属する異なるチャネルを用いて無線信号を送受信するように構成されていてもよい。例えば、無線信号処理部１３０は、６ＧＨｚ帯の第１のチャネルを用いて無線信号を送受信するように構成され、無線信号処理部１４０は、６ＧＨｚ帯の第２のチャネルを用いて無線信号を送受信するように構成されてよい。この場合の第１のチャネル及び第２のチャネルは重複していなければそれぞれ複数のチャネルを含んでいてもよい。
無線通信に関与する基地局１０の機能部はチップなどの独立した無線デバイスにより実施されてよい。例えば、図４に示したＭＡＣフレーム処理部１１０、マネジメント部１２０、及び無線信号処理部１３０、１４０、１５０が独立した無線デバイス（例えば図３に示した無線通信モジュール１０４）により実施され、基地局１０の製造時に基地局１０の基板に無線デバイスが組み込まれてよい。無線装置は、基地局１０を指してもよく、無線通信に関与する基地局１０の機能部を実現する無線デバイスを指してもよい。
無線通信に関与する端末２０の機能部はチップなどの独立した無線デバイスにより実施されてよい。例えば、図６に示したＭＡＣフレーム処理部２１０、マネジメント部２２０、及び無線信号処理部２３０、２４０、２５０が独立した無線デバイス（例えば図５に示した無線通信モジュール２０４）により実施され、端末２０の製造時に端末２０の基板に無線デバイスが組み込まれてよい。無線装置は、端末２０を指してもよく、無線通信に関与する端末２０の機能部を実現する無線デバイスを指してもよい。
上述した処理の少なくとも一部は、プロセッサがプログラム（コンピュータ実行可能命令）を実行することにより実現されてよい。プログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態でコンピュータ（例えば基地局１０又は端末２０）に提供されてよい。この場合、例えば、コンピュータは、記憶媒体からデータを読み出すドライブ（図示せず）をさらに備え、記憶媒体からプログラムを取得する。記憶媒体の例は、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－Ｒなど）、光磁気ディスク（ＭＯなど）、半導体メモリを含む。また、プログラムをネットワークＮＷ上のサーバ（図示せず）に格納し、コンピュータがサーバからプログラムをダウンロードするようにしてもよい。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要素から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要素が削除された構成が発明として抽出され得る。
１…通信システム
１０、１２…基地局
２０、２２、２４、２６…端末
３０…サーバ
１０１…ＣＰＵ
１０２…ＲＯＭ
１０３…ＲＡＭ
１０４…無線通信モジュール
１０５…有線通信モジュール
１００…データ処理部
１１０…ＭＡＣフレーム処理部
１２０…マネジメント部
１２１…リンク管理情報
１２２…アソシエーション処理部
１２３…認証処理部
１２４…マッピング部
１２５…ビーコン管理部
１２６…データカテゴライズ部
１２７Ａ～１２７Ｅ…送信キュー
１２８Ａ～１２８Ｅ…ＣＳＭＡ／ＣＡ実行部
１２９…データ衝突管理部
１３０、１４０、１５０…無線信号処理部
２０１…ＣＰＵ
２０２…ＲＯＭ
２０３…ＲＡＭ
２０４…無線通信モジュール
２０５…ディスプレイ
２０６…ストレージ
２００…データ処理部
２１０…ＭＡＣフレーム処理部
２２０…マネジメント部
２２１…リンク管理情報
２２２…アソシエーション処理部
２２３…認証処理部
２２４…マッピング部
２３０、２４０、２５０…無線信号処理部
２６０…アプリケーション実行部

Claims (8)

  1. 第１のチャネルを用いて無線信号を送受信するように構成された第１の無線信号処理部と、
    前記第１のチャネルとは異なる第２のチャネルを用いて無線信号を送受信するように構成された第２の無線信号処理部と、
    前記第１の無線信号処理部と第１の端末との間のリンクである第１のリンク及び前記第２の無線信号処理部と前記第１の端末との間のリンクである第２のリンクを管理するリンクマネジメント部と、
    を備え、
    前記リンクマネジメント部は、
    前記第１の端末から、第１のトラヒック種別に関連するデータ交換を要求する第１の要求信号を受信し、
    前記第１の要求信号に基づいて、前記第２のリンクに前記第１のトラヒック種別を対応付け、
    前記第１のトラヒック種別とは異なる第２のトラヒック種別が前記第２のリンクに対応付けられている場合に、前記第１の要求信号に基づいて、前記第２のリンクから前記第１のリンクへ前記第２のトラヒック種別の対応付けを変更する、
    無線装置。
  2. 前記リンクマネジメント部は、
    前記第１の無線信号処理部と第２の端末との間のリンクである第３のリンク及び前記第２の無線信号処理部と第２の端末との間のリンクである第４のリンクを管理し、
    前記第１のトラヒック種別とは異なる第３のトラヒック種別が前記第４のリンクに対応付けられている場合に、前記第１の要求信号に基づいて、前記第４のリンクから前記第３のリンクへ前記第３のトラヒック種別の対応付けを変更することを要求する第２の要求信号を前記第２の端末に送信する、
    請求項１に記載の無線装置。
  3. 前記第１のトラヒック種別に関連するデータ交換に使用するチャネルを識別する識別情報を含むビーコン信号を送信するビーコン管理部をさらに備える請求項１又は２に記載の無線装置。
  4. 前記ビーコン信号は、前記識別情報により示される前記チャネルを前記第１のトラヒック種別に関連するデータ交換に使用しているか否かを示すトラヒック情報をさらに含む、
    請求項３に記載の無線装置。
  5. 第１のチャネルを用いて無線信号を送受信するように構成された第１の無線信号処理部と、
    前記第１のチャネルとは異なる第２のチャネルを用いて無線信号を送受信するように構成された第２の無線信号処理部と、
    前記第１の無線信号処理部と基地局との間のリンクである第１のリンク及び前記第２の無線信号処理部と前記基地局との間のリンクである第２のリンクを管理するリンクマネジメント部と、
    を備え、
    前記リンクマネジメント部は、第１のトラヒック種別に関連するトラヒックが発生した場合に、前記第１のトラヒック種別に関連するデータ交換を要求する要求信号を前記基地局に送信する、
    無線装置。
  6. 前記リンクマネジメント部は、
    前記第２のリンクに前記第１のトラヒック種別を対応付け、
    前記第１のトラヒック種別とは異なる第２のトラヒック種別が前記第２のリンクに対応付けられている場合に、前記第２のリンクから前記第１のリンクへ前記第２のトラヒック種別の対応付けを変更する、
    請求項５に記載の無線装置。
  7. 第１のチャネルを用いて無線信号を送受信するように構成された第１の無線信号処理部と、前記第１のチャネルとは異なる第２のチャネルを用いて無線信号を送受信するように構成された第２の無線信号処理部と、を備える無線装置により実行される通信方法であって、
    前記第１の無線信号処理部と第１の端末との間のリンクである第１のリンク及び前記第２の無線信号処理部と前記第１の端末との間のリンクである第２のリンクを管理することと、
    前記第１の端末から、第１のトラヒック種別に関連するデータ交換を要求する第１の要求信号を受信することと、
    前記第１の要求信号に基づいて、前記第２のリンクに前記第１のトラヒック種別を対応付けることと、
    前記第１のトラヒック種別とは異なる第２のトラヒック種別が前記第２のリンクに対応付けられている場合に、前記第１の要求信号に基づいて、前記第２のリンクから前記第１のリンクへ前記第２のトラヒック種別の対応付けを変更することと、
    を備える通信方法。
  8. 第１のチャネルを用いて無線信号を送受信するように構成された第１の無線信号処理部と、前記第１のチャネルとは異なる第２のチャネルを用いて無線信号を送受信するように構成された第２の無線信号処理部と、を備える無線装置により実行される通信方法であって、
    前記第１の無線信号処理部と基地局との間のリンクである第１のリンク及び前記第２の無線信号処理部と前記基地局との間のリンクである第２のリンクを管理することと、
    第１のトラヒック種別に関連するトラヒックが発生した場合に、前記第１のトラヒック種別に関連するデータ交換を要求する要求信号を前記基地局に送信すること、
    を備える通信方法。
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