JP7764310B2 - 通信装置、通信装置の制御方法、および、プログラム - Google Patents

通信装置、通信装置の制御方法、および、プログラム

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Description

本発明は、OFDMA方式を用いて通信する通信装置に関する。
IEEE802.11シリーズに準拠した無線通信を行う通信装置が広く普及している。IEEE802.11シリーズに準拠した通信装置は、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)というアクセス方式を用いている。CSMA/CAでは、信号を送信する前に、信号を送信する周波数チャネルの電波強度を測定するキャリアセンスを行うことが定められている。キャリアセンスでは、IEEE802.11において定められた1つの周波数チャネルである20MHz幅における電波強度を測定する。
そして、キャリアセンスの結果、測定された電波強度が所定の閾値を超えていない場合には信号を送信し、測定された電波強度が所定の閾値以上である場合には信号を送信しないようにしている。
一方、IEEE802.11acに続く規格として、IEEEでは、IEEE802.11axの検討が行われている(特許文献1)。IEEE802.11axにおいては、1つの周波数チャネルを更に複数の周波数帯域に分割し、当該複数の周波数帯域の各々を利用して、異なる装置が同時に通信することが検討されている。
特開2015-165676号公報
しかしながら、1つの周波数チャネルを更に複数の周波数帯域に分割し、当該複数の周波数帯域の各々を利用して、異なる装置が同時に通信する場合、その一部の周波数帯域しか通信に用いられない場合が考えられる。
例えば、1つの周波数チャネルを4つの周波数帯域に分割して利用するシステムにおいて、あるタイミングでデータ信号を送信する装置が2台しかいない場合が考えられる。このような場合、4つの周波数帯域のうち、2つの周波数帯域しか用いられない可能性がある。
このような場合に、各装置の単位周波数あたりの送信電力(送信電力密度)が、1つの周波数チャネルの全周波数帯域を利用して信号を送信する場合の送信電力密度と同じであると、当該周波数チャネル全体の送信電力は約半分になってしまう。
従って、他の通信装置がCSMA/CAにおけるキャリアセンスを行った場合に、周波数チャネル全体の送信電力が低いために、所定の閾値を超えた電波強度を測定することができず、他の通信装置が信号を送信してしまうことが起こり得る。
他の通信装置が信号を送信してしまうと、電波干渉が生じ、エラーが発生してしまう。上記の課題を鑑み、リソースユニットを用いたデータの送信を好適に行えるようにすることを目的とする。
本発明の通信装置は、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式を用いてIEEE802.11シリーズ規格に準拠した通信を行う通信装置であって、前記通信装置の送信データ量に関する情報を基地局に通知する通知手段と、前記基地局から、所定の周波数帯域幅のチャネルを分割した複数のリソースユニット(resource unit)と複数の通信装置の識別情報であるAID(Association Identifier)とを対応付けた情報と、前記通信装置が前記通信装置の送信電力を特定するために用いる情報を含むトリガーフレーム(trigger frame)を受信する受信手段と、前記トリガーフレームにおいて前記通信装置のAIDに対応付けられたリソースユニットを用いて、前記基地局へデータを送信する送信手段と、備え、前記通知手段により通知される情報は前記基地局によるリソースユニットの割り当てに使用され、前記送信手段は、前記トリガーフレームにおいて前記通信装置のAIDに複数のリソースユニットが対応付けられている場合は、当該複数のリソースユニットを用いてデータを送信し、前記トリガーフレームにおいて前記通信装置のAIDに1つのリソースユニットが対応付けられている場合は、当該1つのリソースユニットを用いてデータを送信し、前記送信手段は、データを送信する際に、前記通信装置が前記通信装置の送信電力を特定するために用いる情報が第1の値の場合、第1の送信電力を用いると特定し当該第1の送信電力でデータを送信し、前記通信装置が前記通信装置の送信電力を特定するために用いる情報が前記第1の値より大きい第2の値の場合、前記第1の送信電力と比較して電力が大きい第2の送信電力を用いると特定し当該第2の送信電力でデータを送信し、前記通信装置が前記通信装置の送信電力を特定するために用いる情報が前記第1及び第2の値より大きい第3の値の場合、前記第1及び第2の送信電力と比較して電力が大きい第3の送信電力を用いると特定し当該第3の送信電力でデータを送信することを特徴とする。
また、本発明の通信装置は、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式を用いてIEEE802.11シリーズ規格に準拠した通信を行う通信装置であって、前記通信装置が形成したネットワークに参加する他の通信装置の送信データ量に関する情報を取得する取得手段と、所定の周波数帯域幅のチャネルを分割した複数のリソースユニット(resource unit)と複数の通信装置の識別情報であるAID(Association Identifier)とを対応付けた情報と、前記他の通信装置が前記他の通信装置の送信電力を特定するために用いる情報を含むトリガーフレーム(trigger frame)を、前記他の通信装置に送信する送信手段と、前記トリガーフレームにおいて前記他の通信装置のAIDに対応付けられたリソースユニットを用いて前記他の通信装置から送信されるデータ受信する受信手段と、を備え、前記取得手段が取得する情報は前記リソースユニットの割り当てに使用可能であり、前記受信手段は、前記トリガーフレームにおいて前記他の通信装置のAIDに複数のリソースユニットが対応付けられた場合は、当該複数のリソースユニットを用いて前記他の通信装置から送信されるデータを受信し、前記トリガーフレームにおいて前記通信装置のAIDに1つのリソースユニットを対応付けた場合は、当該1つのリソースユニットを用いてデータを受信し、前記他の通信装置に送信する前記トリガーフレームに対して、前記他の通信装置が前記他の通信装置の送信電力を特定するために用いる情報として第1の値を含めることは、前記他の通信装置に対して第1の送信電力でデータ送信を行う送信処理を引き起こさせ、前記他の通信装置に送信する前記トリガーフレームに対して、前記他の通信装置が前記他の通信装置の送信電力を特定するために用いる情報として前記第1の値よりも大きい第2の値を含めることは、前記他の通信装置に対して前記第1の送信電力と比較して電力が大きい第2の送信電力でデータ送信を行う送信処理を引き起こさせ、前記他の通信装置に送信する前記トリガーフレームに対して、前記他の通信装置が前記他の通信装置の送信電力を特定するために用いる情報として前記第1及び第2の値よりも大きい第3の値を含めることは、前記他の通信装置に対して前記第1及び第2の送信電力と比較して電力が大きい第3の送信電力でデータ送信を行う送信処理を引き起こさせることを特徴とする。
本発明によれば、複数の周波数帯域を含む周波数チャネルにおける一部の周波数帯域において信号を送信する場合に、好適に信号を送信することができる。
ネットワーク構成図 通信装置のハードウェア構成図 周波数とRUの関係を示す図 周波数とRUの関係を示す図 通信装置が実現するフローチャート 通信装置が実現するフローチャート 基地局が実現するフローチャート
<実施形態1>
図1に、本実施形態における通信システムを示す。基地局110は、IEEE802.11シリーズに準拠したアクセスポイントであり、無線ネットワーク100を形成する。本実施形態では、基地局110はIEEE802.11axに準拠した無線ネットワーク100を形成し、IEEE802.11axに準拠した無線通信を行うものとして説明する。ここで、IEEEはThe Institute of Electrical and Electronics Engineers,Inc.の略である。
通信装置101は、基地局110により形成された無線ネットワーク100に参加する子局である。通信装置101は、無線ネットワーク100において、基地局110との間でIEEE802.11axに準拠した無線通信を行う。複数の通信装置102も同様に、無線ネットワーク100に子局として参加し、基地局110とIEEE802.11axに準拠した無線通信を行う。
通信装置103は、IEEE802.11axには対応していないレガシー端末であり、IEEE802.11a、b、g、n、acの少なくともいずれかに準拠した無線通信を行う。
なお、レガシー端末である通信装置103はDSSS方式あるいはOFDM方式により通信するのに対し、通信装置101、102および基地局110はOFDMA方式により通信する。従って、通信装置103は、通信装置101、102および基地局110からの信号を受信しても、これをデータ信号として認識することができない。なお、DSSSとはDirect Sequence Spread Spectrumの略である。また、OFDMとはOrthogonal Frequency Division Multiplexingの略である。また、OFDMAとは、Orthogonal Frequency-Division Multiple Accessの略である。
そこで、レガシー端末である通信装置103は、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)というアクセス方式を用いて干渉を防止する。
具体的には、通信装置103は信号を送信する前に、信号を送信する周波数チャネルの電波強度を測定するキャリアセンスを行う。キャリアセンスでは、IEEE802.11において定められた1つの周波数チャネルである20MHz幅における電波強度を測定する。
そして、測定された電波強度が所定の閾値を超えていない場合には、当該周波数チャネルにおいて他の通信装置が通信をしていないと判断し、通信装置103は信号を送信する。一方で、測定された電波強度が所定の閾値以上である場合には、当該周波数チャネルにおいて他の通信装置が通信をしていると判断し、通信装置103は信号を送信しないようにする。これにより、他の通信装置との干渉を防いでいる。
図2に、通信装置101のハードウェア構成を示す。なお、基地局110、および、他の通信装置102も同様のハードウェア構成を有するものとする。
記憶部201はROMやRAM等のメモリにより構成され、後述する各種動作を行うためのプログラムや、無線通信のための通信パラメータ等の各種情報を記憶する。なお、記憶部201として、ROM、RAM等のメモリの他に、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、DVDなどの記憶媒体を用いてもよい。また、記憶部201が複数のメモリ等を備えていてもよい。
制御部202はCPUやMPU等のプロセッサにより構成され、記憶部201に記憶されたプログラムを実行することにより通信装置101全体を制御する。なお、制御部202は、記憶部201に記憶されたプログラムとOS(Operating System)との協働により通信装置101全体を制御するようにしてもよい。また、制御部202がマルチコア等の複数のプロセッサを備え、複数のプロセッサにより通信装置101全体を制御するようにしてもよい。
また、制御部202は、機能部203を制御して、撮像や印刷、投影等の所定の処理を実行する。機能部203は、通信装置101が所定の処理を実行するためのハードウェアである。例えば、通信装置101がカメラである場合、機能部203は撮像部であり、撮像処理を行う。また、例えば、通信装置101がプリンタである場合、機能部203は印刷部であり、印刷処理を行う。また、例えば、通信装置101がプロジェクタである場合、機能部203は投影部であり、投影処理を行う。機能部203が処理するデータは、記憶部201に記憶されているデータであってもよいし、後述する通信部206を介して他の通信装置から受信したデータであってもよい。
入力部204は、ユーザからの各種操作の受付を行う。出力部205は、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部205による出力とは、画面上への表示や、スピーカーによる音声出力、振動出力等の少なくとも1つを含む。なお、タッチパネルのように入力部204と出力部205の両方を1つのモジュールで実現するようにしてもよい。
通信部206は、IEEE802.11シリーズに準拠した無線通信の制御や、TCP/IP通信等の制御を行う。また、通信部206はアンテナ207を制御して、無線通信のための無線信号の送受信を行う。通信装置101は通信部206を介して、画像データや文書データ、映像データ等のコンテンツを他の通信装置と通信する。
次に、図3を用いて現在検討されているIEEE802.11axの通信方法について説明する。IEEE802.11axでは、1つの周波数チャネル全体を利用して通信する従来通りの方式に加え、以下の通信方式が検討されている。即ち、これまで1つの周波数チャネルとして用いられていた20MHz幅を複数の周波数帯域に分割し、この複数の周波数帯域の各々を異なる通信装置が同時に利用して通信することが検討されている。ここで、複数の周波数帯域の各々をRU(Resource Unit)と呼ぶ。本実施形態では、1つの周波数チャネル302(20MHz幅)を4分割し、1つのRU303は5MHz幅であるものとして説明する。
複数のRUを複数の通信装置が同時に利用できるようにするために、アクセスポイントはトリガーフレーム(TF:Trigger Frame)301を送信する。トリガーフレームとは1台または複数の通信装置に対する送信許可である。トリガーフレームには、各RUに割り当てる通信装置の情報が含まれる。具体的には、トリガーフレームに、RUと、通信装置の識別情報であるAIDと、を対応付けたリストを含める。AIDとは、Association Identifierの略である。
トリガーフレームにより送信を許可された通信装置は、トリガーフレーム受信後、SIFS時間が経過すると、指定されたRUにおいてデータフレーム信号304を送信する。ここで、SIFSとはShort Inter Frame Spaceの略であり、信号を送信するまでの最小待ち時間である。なお、SIFSに代えてAIFS、DIFS、PIFS、EIFS等であってもよい。なお、AIFSとはArbitration Inter Frame Spaceの略であり、DIFSとはDistributed Inter Frame Spaceの略である。また、PIFSとはPoint Inter Frame Spaceの略であり、EIFSとはExtended Inter Frame Spaceの略である。なお、複数の通信装置がデータ信号を送信する際、IEEE802.11axでは周波数の利用効率を向上させるため、OFDMA方式で通信を行う。
また、送信許可された各通信装置が送信する信号の単位周波数幅あたりの送信電力(送信電力密度)は、1つの周波数チャネル全体を利用して通信する場合の送信電力密度と同じである。従って、1つのRUを利用して信号を送信する際の送信電力は、1つの周波数チャネル全体を利用して通信する場合の送信電力と比べて低くなる。これにより、例えば、4台の通信装置が各々RUを利用して信号を送信した場合であっても、1つの周波数チャネルあたりの送信電力を、1つの周波数チャネル全体を利用して通信する場合の送信電力と同等とすることができる。従って、1つの周波数チャネルあたりの送信電力が大きくなり過ぎ、例えば、他のネットワークに過大に干渉したり、法律に定められた電力を超えてしまうことを防ぐことができる。
IEEE802.11axでは、更に、並行して複数の周波数チャネルを利用して通信を行うことも可能である。図4に、4つの周波数チャネルを利用して通信する場合を示す。この場合、16個のRUを利用することができる。
図5に、通信装置101がデータ信号を送信する場合に、記憶部201に記憶されたプログラムを制御部202が読み出し、それを実行することで実現される処理の流れのフローチャートを示す。
なお、図5に示すフローチャートの少なくとも一部をハードウェアにより実現してもよい。ハードウェアにより実現する場合、例えば、所定のコンパイラを用いることで、各ステップを実現するためのプログラムからFPGA上に自動的に専用回路を生成すればよい。FPGAとは、Field Programmable Gate Arrayの略である。また、FPGAと同様にしてGate Array回路を形成し、ハードウェアとして実現するようにしてもよい。また、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)により実現するようにしてもよい。
まず、通信装置101は、基地局110からのトリガーフレームを待ち受ける(S501)。トリガーフレームを受信すると(S501のYes)、通信装置101はSIFS時間経過後にデータ信号を送信する(S502)。ここでは、通信装置101は、トリガーフレームにより指定された通信装置101用のRUにおいてデータ信号を送信する。
そして、通信装置101はデータ信号の送信に並行して、通信装置101が信号の送信に利用している周波数チャネル全体における電波強度を確認する(S503)。当該確認は、通信装置101の通信部206が、送信を行ないながら同時に受信を行ない、通信装置101が信号の送信に利用している周波数チャネル全体における電波強度を確認することで行われる。
なお、通信装置101の通信部206が送信機と受信機とを個別に有している場合には、データ信号の送信を送信機で行なうと共に、受信機で通信装置101が信号の送信に利用している周波数チャネル全体における電波強度を確認すればよい。
また、上記の電波強度の確認において、基地局110と無線通信を行なっているデータ信号に限定して、周波数チャネル全体における電波強度の確認を行なってもよい。これは、各RUにおいて受信されるデータ信号の電波強度の総和を求めることで達成される。
確認の結果、周波数チャネル全体における電波強度が所定の閾値未満である場合(S504のNo)、通信装置101は送信電力を増加させて、データ信号の送信を行う(S505)。ここでは、通信装置101は、所定の閾値に対し、周波数チャネル全体における電波強度が満たない分の電力を増加させて、データ信号の送信を行う。
なお、上記における所定の閾値とは、通信装置103がキャリアセンス時に利用する所定の閾値と同じである。
周波数チャネル全体における電波強度が所定の閾値未満である場合、通信装置103がキャリアセンスした際に、当該周波数チャネルにおいて他の通信装置が通信をしていないと判断し、通信装置103は信号を送信してしまう。通信装置103が信号を送信すると、通信装置101が送信する信号と干渉し、エラーが発生してしまう可能性がある。そこで、通信装置101が信号の送信電力を増大させることにより周波数チャネル全体における電波強度を高める。これにより、通信装置103のキャリアセンスにより、当該周波数チャネルにおいて他の通信装置が通信をしていると推定される可能性が高まり、通信装置103が信号を送信しないようにする蓋然性が高まる。その結果、干渉によるエラーの発生を抑制することができる。
また、通信装置101が送信電力を増加させる方法として、次の2つが考えられる。1つ目は、通信装置101用のRUにおいて送信する送信電力密度を高める方法である。2つ目は、通信装置101用のRUに加えて、他のRUにおいても信号を送信する方法である。この場合、通信装置101は、他のRUにおいて、通信装置101用のRUと同じデータを送信してもよいし、通信装置101用のRUとは異なるデータを送信してもよいし、ダミーデータを送信してもよい。
1つ目の方法によれば、データ信号の送信電力を高めるので、更に通信品質を向上させることができるという効果を得ることができる。また、2つ目の方法によれば、例えば、ハードウェアの制限や、法律による制限により、1つのRUにおいて送信する送信電力密度に上限が定められている場合であっても、送信電力を向上させることができる。
これらの方法のいずれを用いるかは予め定められていてもよいし、状況によって切替えてもよい。例えば、ハードウェアや法律の制限の範囲内で送信電力密度を高めても、周波数チャネル全体における電波強度が所定の閾値に満たない場合に2つ目の方法を行い、そうでない場合には1つ目の方法を行うようにしてもよい。また、2つ目の方法を行う場合であっても、適宜、通信装置101用のRUにおける送信電力密度を高めるようにしてもよい。
一方、周波数チャネル全体における電波強度が所定の閾値以上である場合(S504のYes)、通信装置101は送信電力を増大させることなく、データ信号の送信を継続する(S506)。
データ信号の送信が完了すると、通信装置101は当該データ信号に対する確認応答であるAckを基地局から受信する(S507)。ここで、Ackは1つの周波数チャネル全体を利用して送信される。また、当該Ackは、通信装置101によるデータ信号の送信に同期して、他のRUを介して他の通信装置102から送信されたデータ信号に対する確認応答も兼ねている。
その後、図5に示す処理を終了する。なお、通信装置101が送信すべきデータが発生した場合、もしくは、送信すべきデータが残っている場合には、図5の最初に戻る。
なお、S503において、周波数チャネル全体における電波強度を確認することに代えて、各RUの使用状況を確認することにより、信号の送信に利用されていないRUの数を判定するようにしてもよい。この場合、S504において、通信装置101は信号の送信に利用されていないRUの数が所定値以上であるかを判定する。なお、利用されていないRUの数が所定値以上である場合には、周波数チャネル全体における電波強度が所定の閾値未満となるように、所定値は設定されるものとする。従って、利用されていないRUの数が所定値以上である場合には、周波数チャネル全体における電波強度が所定の閾値以上となる。
S504における判定の結果、信号の送信に利用されていないRUの数が所定値以上である場合にはS505に進み、所定値未満である場合にはS506に進む。このようにしても、同様の効果を得ることができる。
更に、この場合、S505において、信号の送信に利用されていないRUの数に応じて、送信電力の増加量を制御するようにしてもよい。例えば、4つのRUのうち2つのRUが利用されていないと判定された場合には送信電力を2倍にし、4つのRUのうち3つのRUが利用されていないと判定された場合には送信電力を4倍にする。なお、通信装置101のハードウェア、もしくは、法律的な制約上、送信電力を4倍にすることができない場合、これらの制約を満たす最大の送信電力とすればよい。
これにより、1つの周波数チャネル全体を利用して通信する場合の送信電力とのバランスをより鑑みつつ、他の通信装置による信号の送信を抑制することで、他の通信装置との干渉によるエラーの発生を抑制することができる。即ち、1つの周波数チャネルにおける送信電力が大きくなり過ぎ、例えば、他のネットワークの通信に過大に干渉したり、法律に定められた電力を超えてしまうことを防ぐと共に、他の通信装置との干渉を防ぐことができる。
また、信号の送信に利用されていないRUの数を判定することに代えて、信号の送信に利用されているRUの数を判定するようにしてもよい。この場合であっても、所定値を適切に定め、信号の送信に利用されているRUの数が所定値以上である場合にはS506に進み、所定値未満である場合にはS505に進むようにすることで、同様の効果を得ることができる。
<実施形態2>
実施形態1では、通信装置101はデータ信号の送信に並行して、電波強度やRUの利用状況を測定した。実施形態2では、通信装置101がトリガーフレームに含まれる情報に基づいてRUの利用状況を確認する。
実施形態2においても、システム構成や、各装置のハードウェア構成は実施形態1と同様のため、ここでは説明を省略する。
図6に、通信装置101がデータ信号を送信する場合に、記憶部201に記憶されたプログラムを制御部202が読み出し、それを実行することで実現される処理の流れのフローチャートを示す。
まず、通信装置101は、基地局110からのトリガーフレームを待ち受ける(S601)。トリガーフレームを受信すると(S601のYes)、通信装置101はトリガーフレームを解析し、データ信号の送信に利用されるRUの数を判定する(S602)。実施形態1において説明したように、トリガーフレームには、送信許可された通信装置の識別情報であるAIDとRUとが対応付けられたリストが含まれている。従って、通信装置101は、トリガーフレームに基づいて、データ信号の送信に利用されるRUの数を判定することができる。
信号の送信に利用されているRUの数が所定値以上である場合(S603のYes)、通信装置101は、図5におけるS502と同様の送信電力でデータ信号を送信する(S604)。一方、信号の送信に利用されているRUの数が所定値未満である場合(S603のNo)、通信装置101は、S604における送信電力よりも高い送信電力で、データ信号を送信する(S605)。
例えば、所定値が3である場合、4つのRUのうち3つのRUが利用され、1つのRUが利用されていないと判定された場合には、1つの周波数チャネル全体を利用して通信する場合と同じ送信電力密度で送信する。従って、通信装置101の送信電力は、1つの周波数チャネル全体を利用して通信する場合の約4分の1となる。
また、4つのRUのうち2つのRUが利用され、2つのRUが利用されていないと判定された場合には送信電力密度を2倍にする。従って、この場合の通信装置101の送信電力は、S502における送信電力の2倍になる。
また、4つのRUのうち1つのRUが利用され、3つのRUが利用されていないと判定された場合には送信電力密度を4倍にする。従って、この場合の通信装置101の送信電力は、S502における送信電力の4倍になる。なお、通信装置101のハードウェアの制約上、もしくは、法律的な制約上、送信電力を4倍にすることができない場合、これらの制約を満たす最大の送信電力とすればよい。
データ信号の送信が完了すると、通信装置101は当該データ信号に対する確認応答であるAckを基地局から受信する(S606)。その後、図6に示す処理を終了する。なお、通信装置101が送信すべきデータが発生した場合、もしくは、送信すべきデータが残っている場合には、図6の最初に戻る。
このようにして、通信装置101がトリガーフレームに含まれる情報に基づいて、送信電力の制御を行い、干渉によるエラーの発生を抑制することができる。
なお、各通信装置に自律分散的にRUを利用させ、基地局110はRUを利用する装置を特定しない場合も考えられる。このような場合、基地局110は、トリガーフレームにおいて、RUを利用する装置を特定しないことを示すAIDの値(例えば、0)を付与する。基地局110は全てのRUについて装置を特定しないようにしてもよいし、一部のRUについて装置を特定しないようにしてもよい。
少なくとも一部のRUについて利用する装置を特定されていない場合、通信装置101は、トリガーフレームからは、当該利用する装置が特定されていないRUについて、信号が送信されるかを判別することができない。従って、このような場合には実施形態1に示す処理を行い、そうでない場合には実施形態2に示す処理を行うよう、処理を切替えてもよい。
また、トリガーフレームに含まれるAIDの情報を取得できなかった場合には実施形態1に示す処理を行い、そうでない場合には実施形態2に示す処理、もしくは、上述の切替え処理の判定に進んでもよい。なお、トリガーフレームに含まれるAIDの情報を取得できない場合として、そもそもトリガーフレームにAIDの情報が含まれていなかった場合と、通信エラーによりトリガーフレームに含まれるAIDの情報を得られなかった場合とがあり得る。
これにより、トリガーフレームに含まれる情報に基づいてRUの利用状況を確認できる場合にはトリガーフレームの情報に基づいて電力制御を行い、利用状況を確認できない場合には電波強度やRUの利用状況の測定結果に基づいて電力制御を行うことができる。従って、トリガーフレームに応じた適切な電力制御処理を行うことができる。
<実施形態3>
実施形態1および2では、通信装置101が電波強度やRUの利用状況を確認した。実施形態3では、基地局110がRUの利用状況に基づいて各通信装置の送信電力を決定する。
実施形態3においても、システム構成や、各装置のハードウェア構成は実施形態1と同様のため、ここでは説明を省略する。
図7に、基地局110がトリガーフレームを送信する場合に、基地局110の記憶部201に記憶されたプログラムを、基地局110の制御部202が読み出し、それを実行することで実現される処理の流れのフローチャートを示す。
図7に先立ち、基地局110は、通信装置101および102からデータ信号の送信要求を受信しておく。そして、受信した送信要求に基づいて、基地局110は同じタイミングで通信する通信装置を決定し、各通信装置にRUを割り当てる(S701)。なお、送信要求に加えて、通信装置101、102の位置や電波環境に基づいて、基地局110は同じタイミングで通信する通信装置を決定するようにしてもよい。
次に、基地局110は、同じタイミングで通信する通信装置が利用するRUの数に基づいて、各通信装置の送信電力を決定する(S702)。例えば、4つのRUのうち2つのRUを利用し、2つのRUを利用しない場合には、基地局110は、各通信装置の送信電力密度が2倍になるように送信電力を決定する。また、4つのRUのうち1つのRUを利用し、3つのRUを利用しない場合には、基地局110は、各通信装置の送信電力密度を4倍にする。従って、この場合の送信電力は、S502における送信電力の4倍になる。なお、通信装置101のハードウェアの制約上、もしくは、法律的な制約上、送信電力を4倍にすることができない場合、これらの制約を満たす最大の送信電力とすればよい。
上述の例では、各通信装置の送信電力を同じとしているが、これに限らず、通信装置毎に送信電力を異ならせてもよい。この場合、基地局110は、周波数チャネル全体としては、通信装置103がキャリアセンス時に利用する所定の閾値を超えた電波強度となるように、各通信装置の送信電力を決定する。
例えば、基地局110は、各通信装置のハードウェアの情報を取得しておき、これに基づいて各通信装置の送信電力を決定する。例えば、4つのRUのうち2つのRUを利用して、送信電力密度を4倍にできる装置と、送信電力密度を増やせない装置と、に送信許可する場合を考える。この場合、基地局110は、送信電力密度を4倍にできる装置に対しては送信電力を3倍にするように決定し、送信電力密度を増やせない装置に対しては送信電力密度を1倍にするように決定する。これにより、各装置のハードウェアの要件を満たしつつ、周波数チャネル全体としては、通信装置103がキャリアセンス時に利用する所
定の閾値を超えた電波強度とすることができる。
また、例えば、基地局110は、各通信装置からの信号の受信品質に基づいて、各送信電力を決定してもよい。具体的には、基地局110は、受信品質の悪い装置に対しては、受信品質の良い装置に比して、より送信電力を大きくするように決定する。この場合であっても、基地局110は、周波数チャネル全体としては、通信装置103がキャリアセンス時に利用する所定の閾値を超えた電波強度なるように、各通信装置の送信電力を決定する。なお、受信品質として、信号強度を利用してもよいし、基地局110と通信装置間のチャネル推定の結果(例えば、チャネル行列の固有値計算によって求められる値)を利用してもよい。これにより、受信品質の悪い装置の送信電力を大きくすることで受信品質を高めると共に、周波数チャネル全体としては、通信装置103がキャリアセンス時に利用する所定の閾値を超えた電波強度とすることができる。
また、例えば、基地局110は、周波数チャネル全体としては、通信装置103がキャリアセンス時に利用する所定の閾値を超えた電波強度なるようにしつつ、各通信装置の送信電力についてはランダムに決定してもよい。これにより、各通信装置がデータ送信に必要な消費電力が、長い時間平均で見た場合におよそ均等にすることができる。
次に、基地局110は、S702において決定した各通信装置の送信電力を含むトリガーフレームを送信する(S703)。なお、S702において送信電力を増大させないと決定された装置に対しては、送信電力に関する指示を与えないようにしてもよい。また、基地局110は、トリガーフレームとは別の信号として、S702において決定した各通信装置の送信電力を、各通信装置に通知してもよい。
そして、当該トリガーフレームを受信した各通信装置は、トリガーフレームにより指示された送信電力に基づいて、データ信号を送信する。
これにより、各通信装置が送信電力を決定することなく、1つの周波数チャネル全体を利用して通信する場合の送信電力とのバランスをより鑑みつつ、干渉によるエラーの発生を抑制することができる。
なお、上述の実施形態においても、通信装置に送信電力を増加させる方法として、次の2つが考えられる。1つ目は、当該通信装置用のRUにおいて送信する送信電力密度を高めさせる方法である。2つ目は、当該通信装置用のRUに加えて、他のRUにおいても信号を送信させる方法である。この場合、基地局110は、いずれの通信装置に、どのRUを利用させるかを指定する。例えば、各装置から要求された送信データ量の多い装置を、他のRUにおいても信号を送信させる装置として決定し、当該装置に他のRUも利用するように指示する。そして、当該装置は、2つのRUを利用してデータを送信する。これにより、周波数チャネル全体の送信電力を高めると共に、データの送信効率を高めることができる。
なお、通信装置に送信電力を増加させる方法として、いずれの方法を用いるかは予め定められていてもよいし、状況によって切替えてもよい。例えば、ハードウェアや法律の制限の範囲内で送信電力密度を高めても、周波数チャネル全体における電波強度が所定の閾値に満たない場合に2つ目の方法を行い、そうでない場合には1つ目の方法を行うようにしてもよい。
また、上述の実施形態においては、RUの利用状況に基づいて各通信装置の送信電力を決定した。しかしながら、これに限らず、基地局とは異なる他の情報処理装置が、各通信装置からの送信要求に基づいて、基地局110は同じタイミングで通信する通信装置を決定し、各通信装置にRUを割り当て、更に、送信電力を決定するようにしてもよい。この場合、当該決定の内容は、基地局110を介して通信装置に通知される。このようにしても、同様の効果を奏することができる。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
100 無線ネットワーク
101 通信装置
102 通信装置
103 通信装置
110 基地局

Claims (17)

  1. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式を用いてIEEE802.11シリーズ規格に準拠した通信を行う通信装置であって、
    前記通信装置の送信データ量に関する情報を基地局に通知する通知手段と、
    前記基地局から、所定の周波数帯域幅のチャネルを分割した複数のリソースユニット(resource unit)と複数の通信装置の識別情報であるAID(Association Identifier)とを対応付けた情報と、前記通信装置が前記通信装置の送信電力を特定するために用いる情報とを含むトリガーフレーム(trigger frame)を受信する受信手段と、
    前記トリガーフレームにおいて前記通信装置のAIDに対応付けられたリソースユニットを用いて、前記基地局へデータを送信する送信手段と、
    を備え、
    前記通知手段により通知される情報は前記基地局によるリソースユニットの割り当てに使用可能であり、
    前記送信手段は、前記トリガーフレームにおいて前記通信装置のAIDに複数のリソースユニットが対応付けられている場合は、当該複数のリソースユニットを用いてデータを送信し、前記トリガーフレームにおいて前記通信装置のAIDに1つのリソースユニットが対応付けられている場合は、当該1つのリソースユニットを用いてデータを送信し、
    前記送信手段は、データを送信する際に、前記通信装置が前記通信装置の送信電力を特定するために用いる情報が第1の値の場合、第1の送信電力を用いると特定し当該第1の送信電力でデータを送信し、前記通信装置が前記通信装置の送信電力を特定するために用いる情報が前記第1の値より大きい第2の値の場合、前記第1の送信電力と比較して電力が大きい第2の送信電力を用いると特定し当該第2の送信電力でデータを送信し、前記通信装置が前記通信装置の送信電力を特定するために用いる情報が前記第1及び前記第2の値より大きい第3の値の場合、前記第1及び第2の送信電力と比較して電力が大きい第3の送信電力を用いると特定し当該第3の送信電力でデータを送信することを特徴とする通信装置。
  2. 前記所定の周波数帯域幅のチャネルの周波数帯域幅は20MHz幅であることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記送信手段は、前記通信装置のAIDに2つのリソースユニットが対応付けられた場合は、1つのリソースユニットが対応付けられた場合の周波数帯域幅と比較して2倍の周波数帯域幅を用いて前記データを送信することを特徴とする請求項1または2に記載の通信装置。
  4. 前記送信手段は、前記通信装置のAIDに2つのリソースユニットが対応付けられた場合、前記2つのリソースユニットのうちの第1のリソースユニットを用いて第1のデータを前記基地局へ送信するとともに、第2のリソースユニットを用いて前記第1のデータとは異なる第2のデータを前記基地局へ送信することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の通信装置。
  5. 前記送信手段は、前記通信装置のAIDに2つのリソースユニットが対応付けられた場合、前記2つのリソースユニットのうちの第1のリソースユニットを用いて第1のデータを前記基地局へ送信するとともに、第2のリソースユニットを用いて前記第1のデータを前記基地局へ送信することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の通信装置。
  6. 前記トリガーフレームを解析して前記送信電力に関する情報を取得し、該取得した情報を用いて送信電力を特定する特定手段を更に備え、
    前記送信手段は、前記トリガーフレームにおいて前記通信装置のAIDに対応付けられ
    たリソースユニットを用いて、前記基地局に対して、前記特定手段で特定された送信電力で前記データを送信することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の通信装置。
  7. 前記通知手段が通知する情報に基づき、前記複数の通信装置のうち送信データ量がより多い通信装置に対してより多くのリソースユニットが割り当てられることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の通信装置。
  8. 前記通信装置は、撮像処理を行う撮像手段を備えるカメラ、または、印刷処理を行う印刷手段を備えるプリンタであることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の通信装置。
  9. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式を用いてIEEE802.11シリーズ規格に準拠した通信を行う通信装置であって、
    前記通信装置が形成したネットワークに参加する他の通信装置の送信データ量に関する情報を取得する取得手段と、
    所定の周波数帯域幅のチャネルを分割した複数のリソースユニット(resource unit)と複数の通信装置の識別情報であるAID(Association Identifier)とを対応付けた情報と、前記他の通信装置が前記他の通信装置の送信電力を特定するために用いる情報とを含むトリガーフレーム(trigger frame)を、前記他の通信装置に送信する送信手段と、
    前記トリガーフレームにおいて前記他の通信装置のAIDに対応付けられたリソースユニットを用いて前記他の通信装置から送信されるデータ受信する受信手段と、
    を備え、
    前記取得手段が取得する情報は前記リソースユニットの割り当てに使用され、
    前記受信手段は、前記トリガーフレームにおいて前記他の通信装置のAIDに複数のリソースユニットを対応付けた場合は、当該複数のリソースユニットを用いて前記他の通信装置から送信されるデータを受信し、前記トリガーフレームにおいて前記通信装置のAIDに1つのリソースユニットを対応付けた場合は、当該1つのリソースユニットを用いてデータを受信し、
    前記他の通信装置に送信する前記トリガーフレームに対して、前記他の通信装置が前記他の通信装置の送信電力を特定するために用いる情報として第1の値を含めることは、前記他の通信装置に対して第1の送信電力でデータ送信を行う送信処理を引き起こさせ、前記他の通信装置に送信する前記トリガーフレームに対して、前記他の通信装置が前記他の通信装置の送信電力を特定するために用いる情報として前記第1の値より大きい第2の値を含めることは、前記他の通信装置に対して前記第1の送信電力と比較して電力が大きい第2の送信電力でデータ送信を行う送信処理を引き起こさせ、前記他の通信装置に送信する前記トリガーフレームに対して、前記他の通信装置が前記他の通信装置の送信電力を特定するために用いる情報として前記第1及び第2の値より大きい第3の値を含めることは、前記他の通信装置に対して前記第1及び第2の送信電力と比較して電力が大きい第3の送信電力でデータ送信を行う送信処理を引き起こさせることを特徴とする通信装置。
  10. 前記所定の周波数帯域幅のチャネルの帯域幅は20MHz幅であることを特徴とする請求項9に記載の通信装置。
  11. 前記受信手段は、前記他の通信装置のAIDに2つのリソースユニットが対応付けられた場合は、1つのリソースユニットが対応付けられた場合の周波数帯域幅と比較して2倍の周波数帯域幅のリソースユニットを用いて前記データを受信することを特徴とする請求項9または10に記載の通信装置。
  12. 前記送信電力に関する情報は、他の通信装置が前記通信装置に対し、前記トリガーフレームの受信に従いデータの送信を為す際に使用する送信電力制御で使用すべき送信電力を示す情報であることを特徴とする請求項9から11のいずれか1項に記載の通信装置。
  13. 前記取得手段が取得する情報に基づき、前記複数の通信装置のうち送信データ量がより多い通信装置に対してより多くのリソースユニットを割り当てることを特徴とする請求項9から12のいずれか1項に記載の通信装置。
  14. 前記通信装置は、撮像処理を行う撮像手段を備えるカメラ、または、印刷処理を行う印刷手段を備えるプリンタであることを特徴とする請求項9から13のいずれか1項に記載の通信装置。
  15. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式を用いてIEEE802.11シリーズ規格に準拠した通信を行う通信装置の制御方法であって、
    前記通信装置の送信データ量に関する情報を基地局に通知する通知工程と、
    前記基地局から、周波数チャネルを分割した複数のリソースユニット(resource unit)と複数の通信装置の識別情報であるAID(Association Identifier)とを対応付けた情報と、前記通信装置が前記通信装置の送信電力を特定するために用いる情報とを含むトリガーフレーム(trigger frame)を受信する受信工程と、
    前記トリガーフレームにおいて前記通信装置のAIDに対応付けられたリソースユニットを用いて、前記基地局へデータを送信する送信工程と、
    を備え、
    前記通知工程で通知される情報は前記基地局によるリソースユニットの割り当てに使用可能であり、
    前記送信工程では、前記トリガーフレームにおいて前記通信装置のAIDに複数のリソースユニットが対応付けられている場合は、当該複数のリソースユニットを用いてデータが送信され、前記トリガーフレームにおいて前記通信装置のAIDに1つのリソースユニットが対応付けられている場合は、当該1つのリソースユニットを用いてデータが送信され、
    前記送信工程では更に、前記通信装置が前記通信装置の送信電力を特定するために用いる情報が第1の値の場合、第1の送信電力を用いると特定され当該第1の送信電力でデータが送信され、前記通信装置が前記通信装置の送信電力を特定するために用いる情報が前記第1の値より大きい第2の値の場合、前記第1の送信電力と比較して電力が大きい第2の送信電力を用いると特定され当該第2の送信電力でデータが送信され、前記通信装置が前記通信装置の送信電力を特定するために用いる情報が前記第1及び第2の値より大きい第3の値の場合、前記第1及び第2の送信電力と比較して電力が大きい第3の送信電力を用いると特定され当該第3の送信電力でデータが送信されることを特徴とする制御方法。
  16. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式を用いてIEEE802.11シリーズ規格に準拠した通信を行う通信装置の制御方法であって、
    前記通信装置が形成したネットワークに参加する他の通信装置の送信データ量に関する情報を取得する取得工程と、
    周波数チャネルを分割した複数のリソースユニット(resource unit)と複数の通信装置の識別情報であるAID(Association Identifier)とを対応付けた情報と、前記他の通信装置が前記他の通信装置の送信電力を特定するために用いる情報とを含むトリガーフレーム(trigger frame)を、前記他の通信装置に送信する送信工程と、
    前記トリガーフレームにおいて前記他の通信装置のAIDに対応付けられたリソースニットを用いて前記他の通信装置から送信されるデータ受信する受信工程と、
    を備え、
    前記取得工程で取得する情報は前記リソースユニットの割り当てに使用され、
    前記受信工程では、前記トリガーフレームにおいて、前記他の通信装置のAIDに複数のリソースユニットが対応付けた場合は、当該複数のリソースユニットを用いて前記他の通信装置から送信されるデータが受信され、前記トリガーフレームにおいて前記通信装置のAIDに1つのリソースユニットを対応付けた場合は、当該1つのリソースユニットを
    用いてデータが受信され、
    前記他の通信装置に送信する前記トリガーフレームに対して、前記他の通信装置が前記他の通信装置の送信電力を特定するために用いる情報として第1の値を含めることは、前記他の通信装置に対して第1の送信電力でデータ送信を行う送信処理を引き起こさせ、前記他の通信装置に送信する前記トリガーフレームに対して、前記他の通信装置が前記他の通信装置の送信電力を特定するために用いる情報として前記第1の値より大きい第2の値を含めることは、前記他の通信装置に対して前記第1の送信電力と比較して電力が大きい第2の送信電力でデータ送信を行う送信処理を引き起こさせ、前記他の通信装置に送信する前記トリガーフレームに対して、前記他の通信装置が前記他の通信装置の送信電力を特定するために用いる情報として前記第1の値及び第2の値より大きい第3の値を含めることは、前記他の通信装置に対して前記第1及び第2の送信電力と比較して電力が大きい第3の送信電力でデータ送信を行う送信処理を引き起こさせることを特徴とする制御方法。
  17. コンピュータを請求項1から14のいずれか1項に記載の通信装置として動作させるためのプログラム。
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